El 22 de septiembre de 2017, el observatorio de neutrinos IceCube en el Polo Sur detectó un neutrino entrante de alta energía. Este detector avanzado tiene un sistema de alerta en tiempo real y transmitió las coordenadas de la detección a los astrónomos de todo el mundo tan solo 43 segundos después de su descubrimiento.

Ahora, un equipo global de astrónomos ha encontrado la fuente de algunas de estas partículas de alta energía provenientes del universo distante. Los neutrinos son difíciles de detectar, y nunca antes habíamos encontrado la fuente de ninguno a esa distancia.

Pero en dos artículos publicados por la revista Science, los científicos describen cómo localizaron una fuente de neutrinos a 3.700 millones de años luz de distancia de la Tierra, ubicada justo al lado de la constelación de Orión. Es una galaxia energética conocida como blazar, llamada TXS 0506 + 056, que tiene un gigantesco agujero negro supermasivo giratorio en su núcleo y dispara dos chorros de partículas gemelas.

Un blazar es un tipo de cuásar, una galaxia con un agujero negro supermasivo activo en su núcleo, que envía una energía tremenda a medida que se alimenta.

La detección inicial fue realizada por el Observatorio en el Polo Sur. Créditos: IceCube/NSF

Mirando a través de los archivos de datos del Observatorio IceCube, los científicos encontraron una docena más de eventos asociados con este objeto a finales de 2014 y principios de 2015. Eso los ayudó a confirmar que el único neutrino de alta energía detectado en 2017 casi con certeza proviene del blazar.

Y eso es importante por una serie de razones: Por un lado, es la primera vez que encontramos la fuente de un neutrino de alta energía. Por otro, es la detección más distante de un neutrino en el universo que alguna vez hayamos hecho. Y nos dice mucho más sobre los rayos cósmicos.

Durante más de un siglo, la fuente de los rayos cósmicos ha sido un misterio. Sabemos que continuamente llueven en la Tierra desde el espacio, pero nunca hemos estado seguros de dónde vienen. Como los rayos cósmicos son partículas cargadas, sus trayectorias se alteran por los campos magnéticos en el espacio, lo que hace difícil ver de dónde vienen.

Los neutrinos, sin embargo, actúan como «partículas fantasma», ya que casi no tienen masa y rara vez interactúan con la materia. Así que los neutrinos de este blazar viajaron en casi una línea recta directamente hacia la Tierra, lo que permitió que se resolviera su origen.

En dos ocasiones previas, hemos detectado fuentes de partículas de baja energía asociadas con rayos cósmicos, a saber, el Sol y una supernova cercana, llamada SN 1987A. Los neutrinos de alta energía, sin embargo, pueden decirnos mucho más sobre cómo funcionan realmente los objetos fascinantes como los blazars.

«El descubrimiento de fuentes de neutrinos de alta energía podría decirnos sobre los orígenes de los rayos cósmicos que los producen en las interacciones de partículas en la fuente» dijo Azadeh Keivani de la Penn State University.

El descubrimiento de las ondas gravitacionales significó que pudimos estudiar algunos eventos extremos en el universo, como la fusión de los agujeros negros y las estrellas de neutrones, que son imposibles de ver con telescopios regulares. De manera similar, los neutrinos de alta energía nos permiten ver otro lado oculto del universo.

Al observar eventos tanto en luz como en neutrinos, se abre un nuevo tipo de astronomía de multimensajeros. Esto puede decirnos más sobre cómo se forman y evolucionan las galaxias lejanas, y explorar algunos de los procesos que tienen lugar en cosas como los agujeros negros supermasivos.

Julian Osborne de la Universidad de Leicester formó parte de un equipo que usó el Observatorio Neil Gehrels Swift de la NASA para confirmar el blazar fulminante. «Esta es literalmente una nueva forma de ver el universo», dijo. «Este es realmente el comienzo de un nuevo tipo de astronomía».

Junto con el descubrimiento de las ondas gravitacionales, se anuncia una nueva y emocionante era de astronomía donde podemos estudiar objetos no solo en radiación electromagnética, sino también en otras partículas que emiten. Antes de que pudiéramos ver el universo, ahora podemos escucharlo también.

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