Descubren el origen de las partículas ‘fantasma’ en el Universo

Descubren el origen de las partículas ‘fantasma’ en el Universo

Se trata de neutrinos y rayos gamma provenientes del agujero negro en el centro de una galaxia.

Neutrinos

La fuente de neutrinos fue localizada en el Blazar TXS 0506+056 en la constelación de Orion.

Foto:

IceCube/Nasa

12 de julio 2018 , 09:22 p.m.

Investigadores pertenecientes a la Colaboración IceCube, un enorme instrumento con detectores sepultados bajo 3.000 metros de hielo en el polo sur, reportaron el hallazgo de valiosas pistas para descifrar el origen de uno de los componentes más escurridizos de los rayos cósmicos: las partículas ‘fantasmales’ provenientes del Universo distante que, luego de viajar durante miles de millones de años a casi la velocidad de la luz, bombardean a la Tierra, desconcertando a los científicos dedicados su estudio.


La mayoría de los rayos cósmicos son partículas cargadas eléctricamente, por lo que no pueden rastrearse directamente hasta las fuentes que las originan, debido a que los campos magnéticos que llenan el espacio deforman sus trayectorias. Pero, junto a esas partículas, viajan otras que no poseen carga eléctrica y que tienen una masa casi nula, por lo que no interactúan ni con el más poderoso de los campos magnéticos: los neutrinos.

Por estas razones, y gracias a las grandes velocidades a las que viajan, los neutrinos son capaces de penetrar cualquier cuerpo y permaneces inalterados, incluso, llegando a atravesar al planeta Tierra en un santiamén. De ahí que se les conozca como ‘partículas fantasma’.

Pero, aunque su existencia fue predicha en 1930, el origen de los neutrinos permanecía en el misterio. Hasta este jueves. Dos estudios publicados en la revista Science encontraron que una emisión de neutrinos detectada en septiembre del año pasado provino de una galaxia de las conocidas como blazars, que se caracterizan por su forma elíptica, su gran tamaño y por tener un enorme agujero negro que gira rápidamente en su núcleo.

Una emisión de neutrinos detectada en septiembre del año pasado provino de una galaxia de las conocidas como blazars, que se caracterizan por su forma elíptica

“Estudios anteriores ya habían anunciado la detección de neutrinos provenientes de un blazar, pero no habían sido concluyentes. Los hallazgos reportados en Science describen la coincidencia, en una sola fuente, de rayos gamma y neutrinos en una de estas galaxias, con lo que se puede confirmar su fuente de origen”, asegura Núñez, del Grupo de Investigaciones en Relatividad y Gravitación de la Universidad Industrial de Santander (UIS). Y agrega que este hallazgo se enmarca dentro de la denominada astrofísica de multimensajeros, que consiste en el estudio de los eventos estelares desde diferentes tipos de mediciones, como luz, materia y ondas gravitacionales (deformaciones en el tejido espaciotemporal predichas por Einstein).

En este caso las mediciones fueron hechas a partir de luz, en forma de rayos gamma, y de la materia, en forma de neutrinos, provenientes del Blazar TXS 0506+056 en la constelación de Orion.

De acuerdo con Núñez, la primera detección de neutrinos cósmicos se hizo en el año 1987. Aunque entonces los investigadores no pudieron correlacionar la cascada de partículas con un evento cósmico, la simultaneidad con la explosión de una supernova (la última etapa en la vida de las estrellas) hizo suponer que provenían de ese acontecimiento.

Ahora, lo más novedoso en los estudios que acaba de publicar Science es que son neutrinos que fueron expulsados desde el agujero negro en el centro de una galaxia.

Núñez asegura que para lograr esta observación, los científicos utilizaron el telescopio Ice Cube, un laboratorio en la Antártida que detecta la interacción de los neutrinos con el hielo polar y con un núcleo atómico. Posteriormente, para confirmar que efectivamente se trataba de estas partículas y no de un falso positivo, los investigadores se remitieron al observatorio Fermi, un telescopio espacial dedicado a la caza de rayos gamma para constatar que los neutrinos venían de la misma fuente.

A partir de ese momento se emitió una alerta a los telescopios de todo el mundo para que durante los días siguientes efectuaran observaciones de seguimiento. Así, científicos de Leicester participaron en las observaciones con el Observatorio Espacial Swift, con el telescopio de rayos gamma H.E.S.S. (en Namibia) y el observatorio HAWC (en México). Las observaciones desde todos estos observatorios confirmaron el destello contemporáneo del blazar.

En el observatorio Pierre Auger, donde participa Colombia a través de la (UIS) y la Universidad de Medellín, no se detectaron trazas del paso de estas elusivas partículas. La razón, según explica Núñez, se debe a que el rango de energía de los neutrinos que puede observar Auger es muy superior al de IceCube.

El Profesor Paul O’Brien, jefe de Física y Astronomía en la Universidad de Leicester y miembro de la colaboración de observación que utiliza el H.E.S.S. dijo en un comunicado que “los neutrinos rara vez interactúan con la materia. Detectarlos del cosmos es sorprendente, pero tener una posible fuente identificada es un triunfo. Este resultado nos permitirá estudiar las fuentes de energía más lejanas y poderosas del Universo de una forma completamente nueva”.

Este resultado nos permitirá estudiar las fuentes de energía más lejanas y poderosas del Universo de una forma completamente nueva

Por su parte, Phil Evans, científico de desarrollo de Swift, añadió que “ser capaces de combinar la luz con estos otros mensajeros como los neutrinos nos brinda nuevas y poderosas formas de estudiar el cosmos. Es la primera vez que podemos asociar la luz con la fuente de un neutrino de alta energía”.

“El hallazgo –continuó– lo hicimos solo cinco semanas después de la primera detección conjunta de ondas gravitacionales y de luz, otro descubrimiento revolucionario en el que yo y la Universidad de Leicester estábamos en el corazón. Realmente estamos entrando en la era de la astronomía de varios mensajeros”.

NICOLÁS BUSTAMANTE HERNÁNDEZ
nicbus@eltiempo.com@nicolasb23

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