Se producirían neutrinos extragalácticos en el borde del Universo

Los neutrinos, estas partículas que casi nunca interactúan con la materia ordinaria, se encuentran entre los objetos infinitamente pequeños que han fascinado y cuestionado a los físicos desde principios del siglo XIX. Mientras hablamos, un equipo científico acaba de determinar el origen de los neutrinos extragalácticos, esos corpúsculos neutros que nos visitan desde las profundidades del espacio.

Los neutrinos solares producidos por nuestra estrella nos alcanzan y nos atraviesan a razón de 65 mil millones por cm2 cada segundo. Sin embargo, hasta el día de hoy, los astrofísicos habían planteado diferentes hipótesis sobre el lugar de nacimiento de los neutrinos cósmicos lejanos, sin tener ninguna prueba concreta. Sin embargo, un nuevo informe afirma que estos elementos de masa prácticamente nula (0,8 electronvoltios, equivalente a 1,4 x 1036 kg) sería de blazares, enormes objetos astronómicos en lo profundo de la distancia. El trabajo se publica en The Astrophysical Journal Letters.

¿Qué es un blazar?

Un blazar (para “fuente de radio brillante cuasi-estelar”, o fuente de radio cuasi-estelar resplandeciente en inglés) es un cuásar muy concentrado alimentado por un agujero negro supermasivo dentro del cual se expulsan potentes chorros de partículas aceleradas hasta una velocidad cercana a la de la luz. Por lo tanto, estas partículas obtienen una energía tremenda, cubriendo eventualmente todo el espectro electromagnético. Además, la luminosidad emitida supera la de toda una galaxia. Además, un blazar se mantiene inseparable de los núcleos galácticos activos y asciende a lo más alto del ranking monstruos astronómicos a las reacciones más violentas que el Universo puede contener.

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Ilustración de un cuásar. Créditos: DESY, Laboratorio de Comunicación Científica

Fábricas de neutrinos astrofísicos autenticados

Las fuentes de neutrinos siguen siendo un tema de estudio controvertido. La especulación de un fuerte vínculo entre este tipo de corpúsculos y blazars también ha liderado el equipo de científicos, bajo el liderazgo de Sara Buson, profesora del Instituto de Física Teórica y Astrofísica de la Universidad de Würzburg, para comenzar un gran proyecto en 2021. El objetivo era de emisiones de la señal de la sonda muy enérgico provenientes de blazares para establecer una conexión con neutrinos extragalácticos visto en la Tierra.

Para empezar, tuvimos que optimizar modelos numéricos simulando la creación de chorros relativistas a partir de estos “aceleradores de partículas” naturales, según los datos recopilados de varios blazares, incluido el nombre en código TXS 0506 + 056.

Luego, cruzando las lecturas del Observatorio de Neutrinos IceCube ubicado en el Polo Sur (un centro de detección por colisión de neutrinos contra el hielo, produciendo leptones cargados que chocan a su vez con tubos fotomultiplicadores) con las del posicionamiento de los blazares conocidos por el BZCAT (registro de blazars), los especialistas pudieron simular la acumulación de materia y su eyección. De acuerdo con este método, los resultados demostraron ser los más nítidos: la verificación cruzada de los datos aseguró así la creación de neutrinos en cada modelado, excepto una vez en un millón de recurrencias. Por lo tanto, de acuerdo con las leyes de la probabilidad, la creación de neutrinos astrofísicos sí tiene lugar en el corazón de los blazars.

Cielo mapa neutrinos blazars
Mapa del cielo. Los cuadrados negros representan las correspondencias entre las posiciones de los blazares y la dirección de los neutrinos detectados en la Tierra. Créditos: Sara Buson et al./The Astrophysical Journal Letters

¿Por qué los blazares darían origen a los neutrinos?

He aquí un paso más que ha dado la ciencia de la astrofísica que intenta cada día un poco más comprender y explicar en detalle el origen y el contenido del Universo. Los neutrinos, estas partículas mensajeras que viajan de un extremo al otro del cosmos, atravesando literalmente toda la materia bariónica, podrían participar en gran medida en la resolución de este misterio que es el origen del espacio y el tiempo. Además, el JWST puesto en órbita a principios de 2022 contribuye a esta investigación cosmológica.

En la investigación científica, las respuestas a menudo traen muchas preguntas. Es por eso que el equipo de investigación ahora espera identificar las razones que llevan a un objeto celeste a emitir este tipo único de radiación y por qué otros no pueden. En última instancia, el camino aún parece largo y sinuoso antes de desenterrar todas las claves del conocimiento universal. Sin embargo, ahí radica el encanto y la belleza de los descubrimientos espaciales. En cualquier caso, estemos seguros de que los mundos íntimamente ligados del microcosmos y el macrocosmos (física cuántica y astrofísica) no han terminado de sorprendernos.