Cuando la sonda New Horizons llegó a la oscuridad exterior del sistema solar, más allá de Plutón, sus instrumentos detectaron algo extraño. Una luz, conocida como «fondo óptico cósmico» brillaba tenuemente entre las estrellas. Ahora un estudio publicado en Physical Review Letters presenta una explicación sobre esa luz fuera de la Vía Láctea.

La cantidad de luz observada era el doble de lo esperado. Esto llamó la atención de los astrónomos, quienes señalan que aparentemente hay un subproducto de una interacción de materia oscura que de otro modo sería indetectable.

«Los resultados de este trabajo pueden responder a una de las incógnitas más antiguas de la cosmología: la naturaleza de la materia oscura”, dice el astrofísico José Luis Bernal de la Universidad Johns Hopkins, líder de la investigación.

Materia oscura 

Tenemos muchas preguntas sobre el universo, pero la materia oscura es una de las más desconcertantes. Conocerla a profundidad es uno de los mayores objetivos de los astrónomos y la sonda New Horizons puede ayudar en este esfuerzo. Por ahora solo sabemos que existe y que conforma aproximadamente el 80% de la materia del universo.

Uno de los candidatos para explicar la materia oscura es el axión. Este pertenece a una clase hipotética de partículas conceptualizada por primera vez en 1970. Los investigadores creen que los axiones, en un rango de masa específica, también deben comportarse exactamente como la materia oscura. 

Una forma de detectarlos sería a través de los fotones que decaen en presencia de un fuerte campo magnético. Afortunadamente este proceso puede ser visto por la nave espacial New Horizons. Varios experimentos están buscando fuentes de estos fotones en todo el espacio. La dificultad está en separarlos de todas las demás fuentes de luz del universo, y aquí es donde entra el fondo óptico cósmico.

El trabajo 

El fondo en sí es muy difícil de detectar porque es tenue. Sin embargo, la cámara de reconocimiento de largo alcance (LORRI) de la New Horizons puede ser la mejor herramienta para buscar estos fotones, pues es mucho más sensible que los instrumentos conectados a las sondas Voyager. 

El trabajo de Bernal y su equipo fue evaluar si la materia oscura similar a un axión podría ser responsable de la luz adicional. Realizaron modelos matemáticos y determinaron que los axiones con masas entre 8 y 20 electronvoltios podían producir la señal observada bajo ciertas condiciones.

Eso es increíblemente ligero para una partícula, que tiende a medirse en megaelectronvoltios. Pero con estimaciones recientes que sitúan la pieza hipotética de materia en una fracción de un solo electronvoltio, estos números exigirían que los axiones fueran relativamente robustos.

Los científicos consideran que el exceso de luz detectado por New Horizons es el producto atribuido a estrellas y galaxias que no podemos ver. Basándonos solo en datos actuales, todavía es imposible decir cuál es la explicación correcta para el fenómeno, se necesitan más investigaciones.