El exceso de antielectrones no proviene de estrellas muertas cercanas, según un estudio

Nuevas observaciones de los núcleos giratorios de estrellas muertas han profundizado el misterio detrás de un exceso de partículas de antimateria que caen sobre la Tierra desde el espacio.

Las partículas son antielectrones, también conocidos como positrones, y podrían ser un signo de materia oscura: el culpable exótico y no identificado que constituye la mayor parte de la masa del universo. Pero también son plausibles las explicaciones más mundanas: los positrones podrían arrojarse desde los púlsares cercanos, los restos que giran de estrellas explotadas, por ejemplo. Pero los investigadores del Observatorio Cherenkov del Agua a Gran Altitud, o HAWC, ahora han cuestionado la hipótesis del púlsar en un artículo publicado en la revista Science del 17 de noviembre.

Aunque las nuevas observaciones no respaldan directamente la explicación de la materia oscura, "si tienes algunas alternativas y dudas sobre una de ellas, entonces la otra es más probable", dice el científico de HAWC Jordan Goodman de la Universidad de Maryland en College Park. .

La Tierra está constantemente bañada en rayos cósmicos, partículas del espacio que incluyen protones, núcleos atómicos, electrones y positrones. Varios experimentos diseñados para detectar las lluvias de partículas espaciales han encontrado más positrones de alta energía de lo esperado), y los astrofísicos han debatido la fuente del exceso de positrones desde entonces. Las partículas de materia oscura que se aniquilan mutuamente podrían teóricamente producir pares de electrones y positrones, pero también otras fuentes, como los púlsares.

Sin embargo, no estaba claro si los positrones de los púlsares llegarían a la Tierra en números lo suficientemente significativos como para explicar el exceso. Los investigadores de HAWC probaron cómo los positrones viajan a través del espacio midiendo rayos gamma, o luz de alta energía, de dos púlsares cercanos, Geminga y Monogem, a unos 900 años luz de distancia. Esos rayos gamma se producen cuando los positrones y electrones energéticos chocan contra partículas de luz de baja energía, produciendo radiación de mayor energía.

El tamaño y la intensidad del brillo resultante de los rayos gamma indicaron que los positrones se disiparon lentamente lejos de sus lugares de nacimiento pulsar, atascándose por los campos magnéticos que impregnan la galaxia y retuercen las trayectorias de las partículas. Esa salida lenta sugiere que las partículas no habrían llegado hasta la Tierra, concluyen los investigadores, y por lo tanto no podrían explicar el exceso.

El astrofísico Dan Hooper de Fermilab en Batavia, Illinois, no está de acuerdo. Aún cree que los púlsares son la mejor explicación para la antimateria rebelde. Las mediciones de rayos gamma son solo un método para estudiar cómo las partículas de rayos cósmicos se propagan a través del espacio. Otros métodos indican que los positrones de los púlsares deberían poder hacer la caminata a través de la galaxia lo suficientemente rápido como para llegar a la Tierra, dice. "Tengo toda la confianza de que esas partículas ahora están llegando al sistema solar".

Excluir los púlsares aún no señalaría con el dedo a la materia oscura. "Creo que han demostrado que estos púlsares no son la fuente", dice el astrofísico Gregory Tarlé de la Universidad de Michigan en Ann Arbor. En cambio, Tarlé cree que los científicos pueden explicar el exceso de positrones al comprender mejor lo que ocurre cuando las partículas de rayos cósmicos viajan por el espacio. Los protones que interactúan con el medio interestelar (partículas que impregnan los espacios entre las estrellas) podrían producir positrones que explicarían las observaciones, sin invocar la materia oscura ni los púlsares.

El conflicto deja a los físicos con su trabajo recortado para ellos. "Para demostrar que es materia oscura, debes demostrar que no es algo común", dice la investigadora de HAWC Brenda Dingus del Laboratorio Nacional Los Álamos en Nuevo México. Aunque el nuevo resultado no favorece a los candidatos comunes más obvios, dice Dingus, otros las posibilidades aún están en juego. "Necesitamos mirar más".

Fuente:sciencenews.org