Un enorme observatorio de neutrinos enterrado en las profundidades del hielo de la Antártida ha descubierto solo la segunda fuente extragaláctica de partículas escurridizas jamás encontrada.
en los resultados Publicado hoy en ScienceLa colaboración IceCube informó el descubrimiento de neutrinos de una «galaxia activa» llamada NGC 1068, que se encuentra a unos 47 millones de años luz de la Tierra.
¿Cómo se detectan los neutrinos?
Los neutrinos son partículas fundamentales que son muy tímidas y, a menudo, no interactúan con nada más. Cuando se descubrió por primera vez en la década de 1950, los físicos se dieron cuenta rápidamente de que, de alguna manera, sería ideal para la astronomía.
Dado que los neutrinos rara vez tienen algo que ver con otras partículas, pueden viajar sin obstáculos por el universo. Sin embargo, su timidez los hace difíciles de detectar. Para capturar lo suficiente para que sea útil, necesita un detector muy grande.
Aquí es donde entra IceCube. En el transcurso de siete temporadas, de 2005 a 2011, los científicos de la Estación Amundsen-Scott del Polo Sur de EE. UU. perforaron 86 agujeros en el hielo con un taladro de agua caliente. Cada agujero tiene aproximadamente 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 cable largo y estirable.
¿Cómo nos ayuda esto a detectar neutrinos? A veces, un neutrino choca con un protón o neutrón en el hielo cerca de un detector. La colisión produce una partícula mucho más pesada llamada muón, que viaja muy rápido y emite un brillo azul que los detectores de luz pueden captar.
Al medir cuándo llega esta luz a diferentes detectores, es posible calcular de qué dirección provino el muón (y el neutrino). Dadas las energías de las partículas, resulta que la mayoría de los neutrinos detectados por IceCube se forman en la atmósfera terrestre.
Sin embargo, una pequeña porción de neutrinos proviene del espacio exterior. A partir de 2022, se han identificado miles de neutrinos en algún lugar del universo distante.
¿De dónde vienen los neutrinos?
Parecen venir bastante uniformemente desde todas las direcciones, sin que aparezcan puntos brillantes evidentes. Esto significa que debe haber muchas fuentes de neutrinos.
Pero, ¿cuáles son estas fuentes? Hay muchas cosas candidatas y objetos extraños como galaxias activas, cuásares, explosivos y estallidos de rayos gamma.
En 2018, IceCube anunció el descubrimiento del primer emisor de neutrinos de alta energía identificado: un Blazar, un tipo especial de galaxia que dispara chorros de partículas de alta energía hacia 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 astronómico urgente. Otros telescopios se apresuraron a observar TXS 0506 + 056 y descubrieron que también emite muchos rayos gamma al mismo tiempo.
Esto tiene sentido, porque creemos que los blazares funcionan impulsando protones a velocidades extremas: estos protones de alta energía luego reaccionan con el gas y otras radiaciones para producir rayos gamma y neutrinos.
galaxia activa
Blazar fue la primera fuente extragaláctica jamás descubierta. En este nuevo estudio, identificó el segundo IceCube.
Los científicos de IceCube han vuelto a examinar la primera década de datos que recopilaron, aplicando nuevos métodos fascinantes para obtener mediciones más precisas de las tendencias de energía y neutrinos.
Como resultado, ya apareció un interesante punto brillante en el fondo, el neutrino brillaba más nítidamente. Alrededor de 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).
NGC 1068 se encuentra a unos 47 millones de años luz de la Tierra y se conoce como una «galaxia activa», una galaxia con un núcleo muy brillante. Está unas 100 veces más cerca que Blazar TXS 0506 + 056, y su ángulo respecto a nosotros significa que los rayos gamma de su núcleo quedan ocultos a nuestra vista por el polvo. Sin embargo, los neutrinos están felizmente cerca a través del polvo hacia el espacio.
Este nuevo descubrimiento proporcionará una gran cantidad de información a los astrofísicos y astrónomos sobre lo que 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 ayudar a refinar estos modelos.
gary colinaprofesor asociado, investigador de astrofísica y materia oscura, Universidad de Adelaida
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