Astrofísica
Descubren la misteriosa fuente cósmica de las partículas fantasmas extragalácticas
Los blazares son fábricas de neutrinos aceleradores de rayos cósmicos extragalácticos
Pablo Javier Piacente
Un análisis exhaustivo ha vinculado de manera concluyente a las galaxias que albergan núcleos brillantes y energéticos conocidos como blazares como la fuente de los neutrinos de alta energía, enigmáticas partículas "fantasmas" extragalácticas que aceleran a los rayos cósmicos y generan extraños fenómenos: aunque casi no tienen masa, son unas de las partículas más abundantes en el Universo.
Un equipo internacional de investigadores ha revelado por primera vez el origen de los neutrinos de alta energía, partículas elementales que llegan a nuestro planeta desde las profundidades del Universo. Los científicos creen que los neutrinos nacen en los blazares, núcleos galácticos alimentados por agujeros negros supermasivos. Los resultados se han publicado recientemente en la revista Astrophysical Journal Letters.
RESOLVIENDO EL MISTERIO
La mayoría de los neutrinos “normales” que se pueden detectar en la Tierra son subproductos de reacciones nucleares solares, aunque también pueden ser producidos por supernovas, reacciones nucleares artificiales o interacciones entre rayos cósmicos y átomos. Sin embargo, en 2012 el Observatorio de Neutrinos IceCube ubicado en la Antártida detectó dos neutrinos que no se parecían a nada observado previamente, dado su comportamiento y elevada energía. Estos neutrinos de alta energía procedían del espacio intergaláctico, pero con origen desconocido.
Extremadamente energéticos y difíciles de detectar, los neutrinos de alta energía viajan miles de millones de años luz antes de llegar a nuestro planeta. Aunque se sabe que estas partículas elementales provienen de las profundidades del Universo, aún se desconoce su origen preciso. Prácticamente no tienen masa y apenas interactúan con la materia: pueden viajar a través de galaxias, planetas y el cuerpo humano casi sin dejar rastros.
Según una nota de prensa de la Universidad de Ginebra (UNIGE), en Suiza, uno de los centros académicos que lideró la investigación, los resultados del nuevo estudio permiten concluir que los neutrinos de alta energía nacen en los blazares, una fuente de energía compacta e intensamente variable, asociada a los agujeros negros supermasivos ubicados en el centro de las galaxias. Los blazares se encuentran entre los fenómenos más violentos y extremos del Universo.
NEUTRINOS Y RAYOS CÓSMICOS
Al mismo tiempo, como los neutrinos se producen exclusivamente en procesos que involucran la aceleración de rayos cósmicos, se transforman en “mensajeros” capaces de allanar el camino para identificar fuentes de rayos cósmicos, otro de los grandes misterios astrofísicos. La nueva investigación podría comenzar a resolver así dos grandes enigmas al mismo tiempo: el origen de los neutrinos, consideradas las partículas más escurridizas del Universo, y la fuente desde la cual provienen los rayos cósmicos.
La atmósfera de la Tierra está bombardeada permanentemente por rayos cósmicos, partículas cargadas eléctricamente con caudales energéticos hasta un millón de veces superiores a la energía alcanzada en el acelerador de partículas más poderoso del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Durante más de un siglo, los científicos se han preguntado qué dispara a los rayos cósmicos a través del Universo con una fuerza tan poderosa.
Como los rayos cósmicos poseen carga eléctrica, los campos magnéticos de la galaxia pueden desviarlos durante su viaje por el espacio, haciendo que sea casi imposible para los especialistas rastrear dónde se originaron. Sin embargo, al identificar la fuente desde la cual nacen los neutrinos se podría descubrir al mismo tiempo el origen de los rayos cósmicos, ya que se ha comprobado que estos son acelerados por los neutrinos.
El equipo de científicos a cargo del nuevo estudio, liderado por la astrofísica Sara Buson, sostiene que el proceso de acreción y la rotación de los agujeros negros supermasivos conducen a la formación de chorros relativistas, en los cuales las partículas se aceleran y emiten radiación hasta energías extremadamente elevadas. Estos potentes chorros o blazares y su conexión con los neutrinos y los rayos cósmicos podrían convertirse en el Santo Grial de la astrofísica contemporánea, generando una revolución sin precedentes en este campo del conocimiento científico.
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REFERENCIA
Beginning a Journey Across the Universe: The Discovery of Extragalactic Neutrino Factories. Sara Buson et al. The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI:https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac7d5b
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Fuente:
