Huellas dactilares en el espectro: púlsares contra la materia oscura ✛ ✎ ✦

El espectro de electrones cósmicos es como las huellas dactilares en la escena del crimen. Las partículas que llegan desde las profundidades de la Galaxia llevan en sus energías las marcas de quienes las crearon. Durante mucho tiempo la imagen fue borrosa: los instrumentos con amplios intervalos de energía, como fotografías desenfocadas, no permitían ver los detalles. Pero recientemente los científicos han obtenido una imagen nítida: el espectro de alta precisión medido por el instrumento ATIC con una resolución de aproximadamente el 3%. Y en él han aparecido líneas inesperadas.

Antes se pensaba que todos los positrones de los rayos cósmicos nacen de forma secundaria: los protones, al chocar con el gas interestelar, producen pares electrón-positrón. Pero los datos de PAMELA y Fermi/LAT mostraron que la fracción de positrones aumenta con la energía, algo que el modelo secundario no puede explicar. Surgieron dos sospechosos principales: la aniquilación de partículas de materia oscura y los púlsares cercanos —estrellas de neutrones que giran rápidamente y que, como faros, emiten chorros de partículas. Ambos escenarios describían igualmente bien los datos de baja energía, y no se podía distinguir entre ellos.

El nuevo espectro del ATIC cambió las reglas del juego. En la región de 200–600 GeV no mostró una curva suave, sino una estructura dentada claramente visible: tres picos alrededor de 250, 350 y 450 GeV y tres valles entre ellos. La significancia estadística es del 99.7%, y la estructura se reprodujo en dos vuelos independientes. No son fluctuaciones aleatorias, sino verdaderas huellas.

El ajuste de la estructura fina con varios púlsares es posible con parámetros razonables. Además, en ese caso la fracción de positrones debería crecer rápidamente con la energía, alcanzando aproximadamente 0.4 a 400–500 GeV, lo que concuerda con los datos de Fermi/LAT hasta 200 GeV. Así, las huellas dactilares comienzan a componer el retrato de fuentes concretas.

Ahora que tenemos una imagen nítida, queda confirmarla con experimentos independientes. Si la estructura fina se reproduce en otros instrumentos, será un argumento decisivo a favor del origen pulsar de las anomalías. Y entonces el enigma del exceso de positrones quedará resuelto: no por la materia oscura, sino por faros cósmicos conocidos.