Image: Representaci√≥n de un n√ļcleo gal√°ctico activo (DESY, Science Communication Lab)

Por primera vez, un equipo de astr√≥nomos ha dado con el origen de un neutrino c√≥smico de fuera de la v√≠a L√°ctea. La llamada ‚Äúpart√≠cula fantasma‚ÄĚ detectada en la Ant√°rtida revela que, aparte de neutrinos, los rayos gamma se producen parcialmente por protones de alta energ√≠a en los chorros de agujeros negros supermasivos.

Ocurrió en el observatorio IceCube (un telescopio de neutrinos) ubicado en la Antártida, un experimento que ha arrojado la primera respuesta concreta a unos de los enigmas cosmológico que ha durado más de un siglo: los neutrinos pueden acelerarse hasta cerca de la velocidad de la luz gracias a un tipo especial de centro galáctico compacto llamado blazar. Se cree que los Blazars están alimentados por agujeros negros supermasivos, uno de los fenómenos más energéticos observados en el universo.

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El origen de la partícula, detectada el 22 de septiembre de 2017, es un descubrimiento sorprendente, ya que no solo confirma los blazars como fuente de neutrinos de alta energía, sino que también establece un nuevo campo de estudio, algo así como la astrofísica de neutrinos multi-mensajero: el uso de diferentes tipos de detectores reunidos para estudiar el mismo fenómeno.

Lo cierto es que los neutrinos extragalácticos de alta energía han sido un rompecabezas desde su primera detección en 2012, gracias al detector especializado de neutrinos IceCube en el Polo Sur, aprovechando el hielo antártico.

Image: Un esquema del evento a través de IceCube (IceCube/NSF)

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Las part√≠culas subat√≥micas son raras, pero no lo son mucho que los neutrinos. Su masa es casi cero, viajan casi a la velocidad de la luz, y realmente no interact√ļan con la materia normal. Para un neutrino, el Universo ser√≠a casi incorp√≥reo. De hecho, miles de millones de neutrinos se est√°n acercando a nosotros ahora mismo. Por ello los llamamos la ‚Äúpart√≠cula fantasma‚ÄĚ.

Sin embargo, eso no significa que no puedan interactuar con la materia, y esto es en lo que se basa precisamente el experimento IceCube. De vez en cuando, un neutrino puede interactuar con el hielo y crear con ello un destello de luz. De esta forma, los detectores de IceCube se adentran en el hielo ant√°rtico donde, en la oscuridad, pueden detectar los fotones de estas colisiones.

Hasta el momento, IceCube había detectado varios neutrinos que realmente se destacaban. Son mucho más enérgicos que las detecciones normales, lo que indica que, a priori, deben haber recorrido una distancia muy larga. La energía del neutrino de septiembre no era de las más altas, a 300 teraelectronvoltios, pero todavía superaba con creces cualquier cosa cercana. Y, como el resto del Universo no existe realmente para los neutrinos, esto significa que siempre viajan en línea recta.

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Image: Representación de un blazar (Wikimedia Commons)

Precisamente fue as√≠ como los investigadores descubrieron de d√≥nde ven√≠a esta peque√Īa part√≠cula subat√≥mica. Sus an√°lisis remontaban a un blazar a 4 mil millones de a√Īos luz de distancia llamado TXS 0506+056, justo al lado de Orion, un hallazgo que significa que los rayos c√≥smicos de alta energ√≠a asociados (que consisten principalmente de protones y n√ļcleos at√≥micos) tambi√©n provienen del mismo lugar.

En esencia, un blazar es un tipo de cu√°sar, una galaxia con un agujero negro supermasivo activo en su n√ļcleo que env√≠a una energ√≠a tremenda a medida que se alimenta, y uno de los chorros que fluye desde las regiones polares del agujero negro apunta directamente en nuestra direcci√≥n.

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Cuentan los investigadores que cuando se realizó la detección en tiempo real en 2017, los científicos se pusieron en alerta máxima. Rápidamente comenzaron a recorrer los datos de IceCube, y encontraron una llamarada de más de una docena de neutrinos desde finales de 2014 hasta principios de 2015 desde el mismo lugar.

Luego, el hallazgo fue respaldado por las observaciones de dos telescopios de rayos gamma: el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi en órbita de la NASA y el Telescopio Cherenkov (MAGIC) en las Islas Canarias. Ambos detectaron un destello de actividad de rayos gamma de alta energía proveniente de TXS 0506+056.

Un trabajo pionero que indicaba que el blazar es ahora mismo el primer acelerador conocido de neutrinos y rayos cósmicos de alta energía. [Motherboard, Science]