Un enorme observatorio de neutrinos enterrado profundamente en el hielo antártico ha descubierto solo la segunda fuente extragaláctica de las escurridizas partículas jamás encontradas.
en resultados publicado la semana pasada en Ciencia:, la colaboración IceCube informa la detección de neutrinos de una "galaxia activa" llamada NGC 1068, que se encuentra a unos 47 millones de años luz de la Tierra.
Cómo detectar un neutrino
Los neutrinos son partículas fundamentales muy tímidas que a menudo no interactúan con nada más. Cuando se detectaron por primera vez en la década de 1950, los físicos pronto se dieron cuenta de que, de alguna manera, serían ideales para la astronomía.
Debido a que los neutrinos rara vez tienen algo que ver con otras partículas, pueden viajar sin obstáculos por todo el universo. Sin embargo, su timidez también los hace difíciles de detectar. Para capturar lo suficiente para que sea útil, necesita un detector muy grande.
Ahí es donde entra en juego IceCube. En el transcurso de siete veranos, de 2005 a 2011, los científicos de la Estación Amundsen-Scott del Polo Sur de Estados Unidos perforaron 86 agujeros en el hielo con un taladro de agua caliente. Cada agujero tiene casi 2.5 kilómetros de profundidad, unos 60 centímetros de ancho y contiene 60 detectores de luz del tamaño de una pelota de baloncesto conectados a un largo tramo de cable.
¿Cómo nos ayuda esto a detectar neutrinos? Ocasionalmente, un neutrino chocará con un protón o neutrón en el hielo cerca de un detector. La colisión produce una partícula mucho más pesada llamada muón, que viaja tan rápido que emite un brillo azul que los detectores de luz pueden captar.
Al medir cuándo llega esta luz a diferentes detectores, se puede calcular la dirección de donde provino el muón (y el neutrino). Mirando las energías de las partículas, resulta que la mayoría de los neutrinos que detecta IceCube se crean en la atmósfera de la Tierra.
Sin embargo, una pequeña fracción de los neutrinos proviene del espacio exterior. A partir de 2022, se han identificado miles de neutrinos de algún lugar del universo distante.
¿De dónde vienen los neutrinos?
Parecen venir bastante uniformemente desde todas las direcciones, sin que aparezcan puntos brillantes obvios. Esto significa que debe haber muchas fuentes de neutrinos por ahí.
Pero, ¿cuáles son estas fuentes? Hay muchos candidatos, objetos que suenan exóticos como galaxias activas, cuásares, blazares y estallidos de rayos gamma.
En 2018, IceCube anunció el descubrimiento del primer emisor de neutrinos de alta energía identificado: un blazar, que es un tipo particular de galaxia que dispara un chorro de partículas de alta energía en dirección a la Tierra.
Conocido como TXS 0506+056, el blazar fue identificado después de que IceCube vio un solo neutrino de alta energía y envió un telegrama de astrónomo urgente. Otros telescopios se apresuraron a echar un vistazo a TXS 0506+056 y descubrieron que también estaba emitiendo muchos rayos gamma al mismo tiempo.
Esto tiene sentido, porque creemos que los blazares funcionan impulsando protones a velocidades extremas, y estos protones de alta energía luego interactúan con otros gases y radiación para producir tanto rayos gamma como neutrinos.
Una galaxia activa
El blazar fue la primera fuente extragaláctica jamás descubierta. En este nuevo estudio, IceCube identificó el segundo.
Los científicos de IceCube volvieron a examinar la primera década de datos que habían recopilado, aplicando nuevos métodos sofisticados para obtener mediciones más precisas de las direcciones y la energía de los neutrinos.
Como resultado, un punto brillante ya interesante en el resplandor de neutrinos de fondo se enfocó con mayor nitidez. Unos 80 neutrinos procedían de una galaxia bastante cercana y bien estudiada llamada NGC 1068 (también conocida como M77, ya que es la entrada número 77 en el famoso catálogo del siglo XVIII de objetos astronómicos interesantes creado por el astrónomo francés Charles Messier).
Ubicada a unos 47 millones de años luz de la Tierra, NGC 1068 es una conocida "galaxia activa", una galaxia con un núcleo extremadamente brillante. Está unas 100 veces más cerca que el blazar TXS 0506+056, y su ángulo con respecto a nosotros significa que los rayos gamma de su núcleo están ocultos a nuestra vista por el polvo. Sin embargo, los neutrinos vuelan alegremente a través del polvo y hacia el espacio.
Este nuevo descubrimiento proporcionará una gran cantidad de información a los astrofísicos y astrónomos sobre qué sucede exactamente dentro de NGC 1068. Ya hay cientos de artículos que intentan explicar cómo funciona el núcleo interno de la galaxia, y los nuevos datos de IceCube agregan información sobre los neutrinos que ayudará a refinar estos modelos.
Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.
Crédito de la imagen: NASA/ESA/A. van der Hoeven
