Un equipo de científicos demostró con una certeza sin precedentes que los neutrinos astrofísicos se originan en los blazares, que operan como aceleradores de rayos cósmicos.
Los neutrinos astrofísicos son diminutas partículas neutras producidas por las interacciones de los rayos cósmicos en estos aceleradores extremos, lo que los convierte en mensajeros o señales únicos que podrían ayudar a identificar las fuentes de los rayos cósmicos.
Debido a que los rayos cósmicos son partículas cargadas, los campos magnéticos de la galaxia pueden desviarlos durante su viaje por el espacio. Eso hace que sea imposible para los científicos rastrear dónde se originaron. Los neutrinos, por el contrario, tienen muy poca masa, son neutros y apenas interaccionan con la materia. Corren por el universo y pueden viajar a través de galaxias, planetas y el cuerpo humano casi sin dejar rastro. Debido a que las fuerzas electromagnéticas no los afectan, se pueden rastrear hasta sus fuentes astrofísicas.
En 2017, el Observatorio de Neutrinos IceCube, enterrado profundamente en el hielo del Polo Sur, detectó un neutrino. Los científicos lo rastrearon hasta el blazar TXS 0506+056. Los blazares son núcleos galácticos activos alimentados por agujeros negros supermasivos que emiten mucha más radiación que toda su galaxia. La publicación en la revista Science provocó un debate científico sobre si los blazares son aceleradores de rayos cósmicos.
“Tuvimos una pista (…) y ahora tenemos evidencia”
Usando datos de neutrinos obtenidos por IceCube, el detector de neutrinos más sensible actualmente en funcionamiento, y un catálogo de objetos astrofísicos identificados con confianza como blazares, Ajello y sus colegas encontraron evidencia poderosa de que un subconjunto de blazars originó los neutrinos de alta energía observados. Sus hallazgos, publicados en The Astrophysical Journal Letters, informan que la probabilidad de que esto sea una coincidencia es de menos de uno en un millón.
“Tuvimos una pista en ese entonces (en 2017), y ahora tenemos evidencia“, dijo en un comunicado el autor principal y profesor asociado de física y astronomía de la Universidad de Clemson, Marco Ajello. “Los resultados proporcionan, por primera vez, evidencia observacional incontrovertible de que la submuestra de blazars PeVatron son fuentes de neutrinos extragalácticos y, por lo tanto, aceleradores de rayos cósmicos”, dijo Sara Buson, de la Julius-Maximilians-Universität (JMU). Los blazares PeVatron aceleran las partículas hasta al menos energías PeV. PeV es 10 elevado a 15 electronvoltios.
El descubrimiento de estas fábricas de neutrinos de alta energía representa un hito importante para la astrofísica, según Tramacere. “Nos coloca un paso adelante en la resolución del misterio centenario del origen de los rayos cósmicos”, dijo Ajello. Los investigadores ahora estudiarán esos blazares para comprender qué los hace buenos aceleradores.
Buson dijo que el análisis estadístico se ha centrado solo en los conjuntos más prometedores de datos de neutrinos de IceCube. Espera que técnicas analíticas más sofisticadas puedan traer más descubrimientos.
