Un neutrino proveniente de una galaxia a 4.000 millones de años luz descubre un enigma cosmológico de hace un siglo.

 

Por primera vez en la historia, un equipo de astrónomos ha dado con el origen de un neutrino cósmico de alta energía procedente de fuera de nuestra galaxia. Las llamadas 'partículas fantasma' detectadas en la Antártida el pasado 22 de septiembre de 2017, revela que, viajó 4.000 millones de años luz para llegar a nosotros y que esta partícula provenía de un blazar, una galaxia en espiral con un agujero negro masivo en su centro que gira a gran velocidad: un objeto extremadamente energético. Así las cosas, al parecer, aparte de neutrinos, los rayos gamma se producen parcialmente por protones de alta energía en los chorros de agujeros negros supermasivos como este blazar.

 

Es un descubrimiento sorprendente, que no solo confirma a los blazar como fuente de neutrinos de alta energía, sino que también establece un nuevo campo de estudio: la astrofísica de neutrinos multi-mensajero: el uso de diferentes tipos de detectores reunidos para estudiar el mismo fenómeno. Esta misma técnica fue utilizada en la increíble investigación que confirmó y fotografió estrellas de neutrones en colisión.

 

Neutrinos de fuera de la galaxia

 

Los neutrinos extragalácticos de alta energía han sido un enigmático rompecabezas desde su primera detección en 2012, identificados con el detector especializado de neutrinos IceCube en el Polo Sur, aprovechando el hielo antártico. Las partículas subatómicas son raras, pero no son mucho más raras que los neutrinos. Su masa es casi cero, viajan casi a la velocidad de la luz, y realmente no interactúan con la materia normal; para ellos, el universo sería casi incorpóreo. De ahí la denominación de ' partícula fantasma'.

 

Sin embargo, eso no significa que no puedan interactuar con la materia, y aquí es donde entra el observatorio IceCube de la Antártida, pues de cuando en cuando, un neutrino puede interactuar con el hielo y crear un destello de luz.

 

 

 

El blazar es TXS 0506+065 y está a unos 4.000 años luz en la constelación de Orión

 

Los científicos detectaron neutrinos de una supernova de 1987 en el halo galáctico de la Vía Láctea (sn1987a) con energía de hasta 36 megaelectronvoltios. Los neutrinos de 2012 también superaban con creces cualquier comparación cercana: la energía del neutrino fue de 300 teraelectronvoltios, más de 100 millones de veces más enérgicos o unas 20 veces más que el LHC, el acelerador de partículas más potente del mundo.

 

Teniendo en cuenta que para los neutrinos, el resto del universo no existe realmente, siempre viajan en línea recta. Y así es como descubrieron los expertos de dónde venía esta pequeña partícula subatómica.

 

El origen, un blazar a 4.000 millones de años luz de distancia llamado TXS 0506 + 056, justo al lado de Orión, un hallazgo que ilustra que los rayos cósmicos de alta energía asociados que consisten principalmente de protones y núcleos atómicos también provienen del mismo lugar.

 

Hay varios miles de estos objetos altamente energéticos conocidos en el cielo; pero habían sido bastante bajos en la lista como posibles fuentes de neutrinos de alta energía.

 

"Es interesante ver cómo hubo un consenso general en la comunidad astrofísica de que los blazars probablemente no sean fuentes de rayos cósmicos, y aquí estamos", dijo el físico de la Universidad de Wisconsin-Madison Francis Halzen y científico principal del IceCube Neutrino Observatory.

 

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.

 

"Todas las piezas encajan", concluyó el físico de UW-Madison Albrecht Karle y coautor del trabajo que publica Science. "La llamarada de neutrinos en nuestros datos de archivo se convirtió en confirmación independiente. Junto con las observaciones de otros observatorios, es una evidencia convincente de que este blazar es una fuente de neutrinos extremadamente energéticos y, por lo tanto, de rayos cósmicos de alta energía".

 

Referencia: Multimessenger observations of a flaring blazar coincident with high-energy neutrino IceCube-170922A. Science 13 Jul 2018: Vol. 361, Issue 6398, eaat1378 DOI: 10.1126/science.aat1378 // Neutrino emission from the direction of the blazar TXS 0506+056 prior to the IceCube-170922A alert Science 13 Jul 2018:Vol. 361, Issue 6398, pp. 147-151 DOI: 10.1126/science.aat2890

 

Crédito imagen: DESY, Science Communication Lab


 

 

 

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