Un satélite chino detecta extrañas señales en busca de materia oscura

En concreto, se presenta la medición precisa del flujo electrónico de rayos cósmicos, especialmente un corte espectral a 0.9 teraelectronvoltio (TeV), que pueden arrojar luz sobre la aniquilación o la descomposición de partículas de materia oscura.

DAMPE es una colaboración de más de un centenar de científicos, técnicos y estudiantes de nueve institutos de China, Suiza e Italia, bajo la dirección del Observatorio Púrpura de la Montaña (PMO) de la Academia de Ciencias de China (CAS), y que está financiada por los proyectos estratégicos prioritarios de ciencia y tecnología en ciencia espacial de CAS.

Se trata del primer satélite astronómico de China, lanzado desde el Centro de Lanzamiento de Satélites Jiuquan hacia la órbita sincrónica solar el 17 de diciembre de 2015. A una altitud de aproximadamente 500 kilómetros, DAMPE ha estado recopilando datos desde una semana después de su lanzamiento.

Así, en sus primeros 530 días de operación científica hasta el 8 de junio de este año,DAMPE ha detectado 1,5 millones de electrones de rayos cósmicos y positrones por encima de 25 GeV. Los datos de electrones y positrones se caracterizan por una resolución de energía sin precedentes y una baja contaminación de fondo de partículas.

Ha detectado directamente un corte espectral a 0.9 TeV, con el índice espectral cambiando de 3.1 a 3.9. La medición precisa del espectro de electrones y positrones de rayos cósmicos, en particular la declinación del flujo a energías TeV, reduce considerablemente el espacio de parámetros de modelos como púlsares cercanos, restos de supernova y/o candidatos para partículas de materia oscura que se propusieron explicar la "anomalía del positrón" revelada previamente por PAMELA y AMS-02, según explica en un comunicado Fan Yizhong, diseñador jefe adjunto del sistema de aplicación científica de DAMPE.

"Junto con los datos de los experimentos de fondo cósmico de microondas, mediciones de rayos gamma de alta energía y otros telescopios astronómicos, los datos DAMPE pueden ayudar a aclarar la conexión entre la anomalía del positrón y la aniquilación o descomposición de la materia oscura de partículas", señala el investigador.

Los datos también apuntan a la presencia de una estructura espectral entre 1 y 2 energías de TeV, un posible resultado de fuentes de rayos cósmicos cercanos o procesos físicos exóticos. Sin embargo, definitivamente se requieren más datos para explorar este fenómeno.

Hasta la fecha, DAMPE ha registrado más de 3.500 millones de eventos de rayos cósmicos. Se espera que DAMPE registre más de 10.000 millones de eventos de rayos cósmicos a lo largo de su vida útil, que según las proyecciones superará a los cinco años, dado el estado actual de sus instrumentos.

Más estadísticas permitirán una medición más precisa del espectro de electrones y positrones de rayos cósmicos de hasta 10 TeV. Los científicos también podrán explorar las características espectrales potencialmente generadas por la aniquilación/descomposición de partículas de materia oscura o fuentes astrofísicas cercanas, por ejemplo, púlsares.

El primer resultado científico de DAMPE es un hito para la colaboración internacional. La misión continuará estudiando rayos cósmicos galácticos de hasta 10 TeV para electrones/rayos gamma y cientos de TeV para núcleos. Se espera que los datos de DAMPE revelen nuevos fenómenos del universo en la ventana de los TeV.