Investigadores de la Universidad de Viena y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley han recurrido al aprendizaje automático para dar una nueva mirada a uno de los misterios más controvertidos de la astrofísica. Su foco era la Salida del Centro Galáctico (GCE), un halo tenue y aproximadamente esférico de rayos gamma que rodea el centro de la Vía Láctea. Durante más de una década, los científicos han debatido qué genera esta señal inusual. Los nuevos hallazgos sugieren que la materia oscura sigue siendo una explicación viable y aún no puede descartarse. El estudio fue publicado carta de revisión física.
La Salida del Centro Galáctico (GCE) es un amplio halo de rayos gamma que se extiende miles de años luz alrededor del centro de la Vía Láctea. Los investigadores han propuesto varias explicaciones posibles para su origen.
Una posibilidad es la materia oscura autodestructiva, una forma hipotética de materia que constituye gran parte de la masa del universo pero que nunca ha sido detectada directamente. Otra explicación importante implica una gran población de púlsares de milisegundos, estrellas de neutrones que giran rápidamente y emiten radiación de alta energía.
A pesar de años de estudio, los científicos no pueden ponerse de acuerdo sobre qué está causando la señal.
“La señal es particularmente difícil de interpretar porque el centro galáctico es una región excepcionalmente brillante y poblada del cielo de rayos gamma”, explica Florian Liszt, autor del estudio e investigador de la Universidad de Viena.
El aprendizaje automático añade una pieza faltante
Los análisis estadísticos anteriores generalmente favorecían la interpretación del púlsar. Sin embargo, estos estudios ignoraron una importante fuente de información: la energía de cada fotón de rayos gamma detectado.
Para abordar esta limitación, el equipo de investigación desarrolló un sistema de aprendizaje automático entrenado en más de un millón de observaciones simuladas de rayos gamma. Por primera vez, el método evaluó al mismo tiempo tanto la distribución espacial de la señal como la energía de fotones individuales.
Según los investigadores, incluir información sobre la energía de los fotones cambió significativamente los resultados.
Estudios anteriores sugirieron que la señal provenía de una fuente de luz desenfocada relativamente brillante, a menudo llamada fuente puntual. El nuevo análisis indica que si esas fuentes puntuales son responsables, deben ser extremadamente débiles.
“Nuestro nuevo análisis muestra que las fuentes tienen que ser tan débiles que son casi indistinguibles de la emisión que se espera destruya la materia oscura”, dijo el autor del estudio y científico Nick Rodd del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.
Los hallazgos también plantean un desafío para la interpretación de los púlsares. Si los púlsares de milisegundos produjeran este brillo, el estudio sugiere que al menos 35.000 de ellos tendrían que estar empaquetados en el centro de la Vía Láctea. Esta cifra es mucho mayor que los cientos o miles de fuentes estimadas en algunos estudios anteriores.
La materia oscura sigue en juego
“El origen del eje central galáctico es una de las controversias más antiguas en astrofísica”, afirma Florian List. “Nuestro trabajo no demuestra que la materia oscura sea responsable de la señal. Sin embargo, sugiere que aún es demasiado pronto para descartar esta posibilidad”.
Los nuevos hallazgos socavan un fuerte argumento que se utilizó contra la explicación de la materia oscura. Si bien la investigación no proporciona evidencia directa de que la materia oscura esté produciendo el brillo de los rayos gamma, sí sugiere que la materia oscura sigue siendo una posibilidad plausible.
Por ahora, el origen del eje del Centro Galáctico sigue siendo desconocido, lo que garantiza que uno de los misterios más perdurables de la astronomía continúe.
