H.E.S.S. estrecha el margen para algunas hipótesis sobre materia oscura

La materia oscura sigue sin mostrarse de forma directa, pero cada búsqueda precisa ayuda a delimitar dónde podría estar escondida. La colaboración H.E.S.S. analizó 546 horas de observaciones del centro de la Vía Láctea y no encontró la señal que buscaba. Aún así, el resultado permite poner límites más estrictos a algunas hipótesis sobre las partículas que podrían componer esa materia invisible.

La materia oscura recibe ese nombre porque no emite, absorbe ni refleja luz detectable. Su existencia se infiere por sus efectos gravitatorios: ayuda a explicar, por ejemplo, cómo se mueven las estrellas en las galaxias. Una de las posibilidades investigadas es que esté formada por partículas que, al encontrarse con sus pares, se transformen en otras partículas y produzcan rayos gamma, una forma extremadamente energética de luz.

Si esa transformación ocurriera en grandes cantidades, podría dejar una concentración angosta de rayos gamma en una energía determinada, como una línea destacada sobre un fondo más continuo. El centro de nuestra galaxia es un buen sitio para buscarla porque los modelos indican que allí podría acumularse más materia oscura que en las cercanías del Sistema Solar.

El sistema H.E.S.S., instalado en Namibia, no observa los rayos gamma directamente. Sus telescopios registran los breves destellos que se producen cuando esos rayos chocan con la atmósfera y generan una cascada de partículas. El equipo reunió datos tomados entre 2014 y 2020 y buscó esas líneas en la región central de la Vía Láctea.

No apareció una línea de rayos gamma con significación estadística suficiente para atribuirla a la materia oscura. Lejos de volver inútiles los datos, esa ausencia permite calcular un techo: para cada masa de partícula examinada, la posible señal de aniquilación no puede superar cierto nivel. Bajo una distribución de materia oscura conocida como perfil de Einasto, el estudio obtiene los límites más restrictivos hasta ahora para buena parte del rango analizado.

El trabajo también examina una familia propuesta de partículas, los higgsinos térmicos. En los modelos galácticos considerados, los datos alcanzan a tensionar por primera vez una parte de ese escenario. No equivale a haber descartado toda la materia oscura ni a haber identificado su naturaleza: los resultados dependen, entre otras cosas, de cómo esté distribuida esa materia en el interior de la galaxia y de que la señal buscada sea realmente la que producirían esas partículas.

Esta clase de resultado muestra por qué en ciencia una no detección también puede ser conocimiento. En vez de confirmar una respuesta, reduce el espacio de posibilidades y ayuda a diseñar la siguiente búsqueda. Observatorios con mayor sensibilidad, como el futuro CTAO, podrán retomar el mismo objetivo con instrumentos capaces de explorar señales aún más débiles.