Descubierta una enigmática fuente de partículas de alta energía en el universo
Localizado el origen de un neutrino en un agujero negro de una galaxia lejana
El pasado 22 de septiembre a las 22h54’30” (hora española) una partícula de origen desconocido fue capturada por el detector IceCube, un cubo de agua helada de un kilómetro de lado enterrado en la Antártida bajo 1.500 metros de hielo. No era una partícula cualquiera. Se trataba de un neutrino, un tipo de partícula que no interactúa con la luz y apenas lo hace con la materia, lo que la convierte en casi indetectable. De ahí que se la conozca como la partícula fantasma. Y llegó con una energía extraordinaria, de 290 TeV, superior a la que tienen las partículas que vienen del sol o incluso de las supernovas. Por comparación, el acelerador de partículas más potente del mundo, el LHC del CERN donde se descubrió el bosón de Higgs, sólo acelera los protones a 6,5 TeV, unas 40 veces menos.
Cuarenta y tres segundos después, durante los que se calculó la dirección precisa de la que venía el neutrino, el detector IceCube emitió una alerta automática para que observatorios de todo el mundo escrutaran esa región del cielo y rastrearan el origen de la partícula. Se unieron a la búsqueda cinco telescopios espaciales de la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la italiana, así como quince observatorios terrestres –entre ellos, tres de Canarias-. En el trabajo han participado más de mil científicos de casi trescientas instituciones, incluidas varias españolas, lo que indica la importancia que tenía este neutrino para la comunidad astrofísica.
A partir de las observaciones de los telescopios, se ha conseguido situar el origen del neutrino en una galaxia lejana y exótica. Es un tipo de galaxia elíptica enorme llamada blázar. Tiene un agujero negro supermasivo rotando rápidamente en su centro y emite dos haces de partículas de alta energía en direcciones opuestas desde los polos del agujero negro.
Si el neutrino ha llegado al detector IceCube, es porque uno de los haces del blázar apunta directamente a la Tierra, mientras que otras galaxias similares emiten sus partículas en otras direcciones. Según los resultados presentados en la revista Science, el blázar se encuentra a unos 4.000 millones de años luz de la Tierra en la constelación de Orión.
El resultado está pendiente de confirmación para cumplir con el criterio para anunciar un descubrimiento aceptado en física. Con los datos obtenidos hasta ahora hay una probabilidad entre 740 (o sigma 3, en términos estadísticos) de que la relación entre el neutrino y el blázar sea una coincidencia y no de causa-efecto. Para dar por bueno el descubrimiento, la probabilidad debe reducirse a una entre 3,5 millones (o sigma 5).
Si se confirma, identificaría por primera vez una fuente de neutrinos de alta energía, cuyo origen hasta ahora había sido un misterio. Además, ayudaría a resolver el viejo enigma del origen de los rayos cósmicos. Estos rayos, que han intrigado a los astrofísicos desde hace décadas, están formados por otras partículas de alta energía, sobre todo protones y núcleos atómicos, y también podrían ser emitidos por blázares.
Pero la consecuencia más importante de la investigación, y el motivo por el que se han sumado a ella equipos científicos de todo el mundo, es que abre una nueva ventana en el estudio del Universo. Tradicionalmente la astronomía se ha basado en radiaciones electromagnéticas, que incluyen la luz visible, pero también radiaciones no visibles como rayos X, rayos gamma, infrarrojos o ultravioletas. El año pasado las radiaciones electromagnéticas se combinaron por primera vez con ondas gravitacionales, lo que supuso el inicio de la llamada astronomía multimensajero, en la que se cotejan señales de tipos distintos para descubrir fenómenos hasta ahora inexplorados. A partir de ahora, el electromagnetismo se podrá combinar también con observaciones de neutrinos, lo
Más de mil científicos han participado en la investigación, que abre un nuevo campo de trabajo en la astronomía
que amplía las posibilidades de la astronomía multimensajero. Según destaca la revista Science en un artículo que acompaña a la presentación de los resultados de la investigación, si se confirma el descubrimiento, representará “el acontecimiento fundacional de la astronomía de neutrinos”.