Descubren el origen de neutrinos extraterrestres detectados en la Antártida


Neutrinos detectados en la Antártida tiene su origen en un agujero negro supermasivo
La detección inicial fue realizada por el Observatorio de Neutrinos IceCube en el Polo Sur. Créditos: IceCube/NASA/NSF

Experimentos recientes en la Antártida para detectar neutrinos, la partícula fundamental más difícil de alcanzar, han hallado sus orígenes en un agujero negro de una galaxia a miles de millones de años luz.

 

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Los científicos del Observatorio de Neutrinos IceCube en la Antártida, detectaron estos neutrinos de alta energía por primera vez el verano pasado, pero ahora, los investigadores han vinculado esta detección especial de neutrinos a su posible fuente: colisiones entre chorros de partículas de un agujero negro supermasivo en la galaxia TXS 0506 +056.

Los neutrinos no tienen carga eléctrica y tienen una pequeña masa, lo que les permite moverse a través de cualquier cosa sin obstáculos. Más de 600 billones de neutrinos pasan por su cuerpo cada segundo, la mayoría de ellos provienen del Sol. Estas llamadas «partículas fantasmales» se producen en muchos procesos, y la más poderosa de ellas puede cruzar fácilmente grandes distancias intergalácticas antes de ser detectadas. En este caso, viajó 3.800 millones de años luz desde una galaxia distante para llegar a la Tierra.

TXS 0506 +056

La galaxia en cuestión está llena de procesos energéticos, como un chorro de emisión de agujeros negros supermasivos activos. Los investigadores razonaron que la producción de un neutrino tan energético debe tener una causa muy peculiar.

«Fue un poco misterioso por qué solo TXS 0506 + 056 ha sido identificado como un emisor de neutrinos», dijo en un comunicado la autora principal Silke Britzen, del Instituto Max Planck de Radioastronomía.

«Queríamos desentrañar lo que hace que TXS 0506 + 056 sea especial, comprender el proceso de creación de neutrinos y localizar el sitio de emisión, así que [estudiamos] una serie de imágenes de radio de alta resolución del chorro», añadió.

Origen

Los neutrinos se denominan «fantasmales» porque son partículas extremadamente vaporosas que pueden pasar a través de cualquier tipo de materia sin cambiar. Pueden viajar a través de los entornos más extremos, como estrellas, planetas y galaxias enteras, y permanecer igual. Antes de julio de 2018, solo se habían encontrado dos fuentes: el Sol y una supernova.

Cuando los estudios iniciales del neutrino se lanzaron el año pasado, los astrónomos dijeron que la galaxia donde se originó el neutrino tenía un agujero negro supermasivo que gira rápidamente en su centro, conocido como blazar.

Blazar
Impresión artística del Blazar que emite su corriente de partículas energéticas hacia la Tierra. Crédito: DESY, Science Communication Lab

Ahora, los investigadores creen que posiblemente haya dos agujeros negros supermasivos en la región central de esta galaxia. Los agujeros negros actúan como un motor que alimenta la galaxia, convirtiéndola en uno de los objetos más enérgicos del universo.

La firma única de un blazar es una galaxia elíptica gigante con dos chorros que emiten luz y partículas, moviéndose cerca de la velocidad de la luz a lo largo del eje de rotación del agujero negro. Pueden estallar por minutos o meses. Uno de esos chorros increíblemente brillantes, apunta a la Tierra.

Una interacción inesperada

Los chorros de agujeros negros supermasivos se ven en muchas galaxias y a menudo se extienden hasta un millón de años luz desde el agujero negro emisor. En el caso de TXS 0506 + 056, que se encuentra a 3,8 mil millones de años luz de distancia, la complejidad podría deberse a tener un sistema binario de agujero negro supermasivo. Estos sistemas pueden ocurrir durante una colisión de galaxias, y algunas de las observaciones de este estudio sugieren que este puede ser el caso de este objeto.

Pero hubo una interacción inesperada del material blazar, donde el nuevo material chocó contra el material del chorro más antiguo. Es posible que los chorros fueran curvos, lo que permite que ocurra esta colisión cósmica. Cualquiera de los escenarios sugiere que los procesos energéticos de los chorros son la causa de la emisión de neutrinos.

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El Observatorio de Neutrinos IceCube entró en funcionamiento en el Polo Sur en 2010. Financiado en gran parte por la National Science Foundation, así como contribuciones de todo el mundo, IceCube fue construido para detectar neutrinos de alta energía, y es el detector más grande de su tipo.

Instalaciones de IceCube en la Antártida
Laboratorio de detección de neutrinos IceCube, en la Antártida. Créditos: IAN REES, ICECUBE – NSF

Los hallazgos de esta investigación han sido publicados en Astronomy & Astrophysics.

 

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Andrea González
Editora de Mystery Science Net. Tengo predilección por la ciencia y los misterios que esta engloba. Gracias por tu visita.

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