Desvelado el origen de la misteriosa partícula fantasma hallada en la Antártida
Un neutrino llegado de una violenta galaxia a 3.800 millones de años luz fue provocado por una violenta colisión cósmica.
Recreación de una de las detecciones de neutrinos de mayor energía superpuesta en una imagen del experimento IceCube en el Polo Sur / IceCube Collaboration
Los neutrinos son unas partículas subatómicas extremadamente escurridizas sin carga y apenas sin masa. Eso les permite viajar en líena recta por el universo atravesando cualquier cosa que encuentren, incluidas galaxias, planetas y a nosotros mismos. Sin embargo, son «fantasmas», apenas interactúan con la materia. No podemos verlos ni sentirlos. La mayoría de los que llegan a nuestro planeta proceden del Sol o de la atmósfera, pero unos pocos, los de altísima energía, se originan mucho más lejos.
El 12 de julio de 2018, el experimento IceCube, un inmenso observatorio enterrado bajo el hielo de la Antártida, anunció la detección de uno de estos poderosos neutrinos inergalácticos. No era la primera vez que se «cazaban» neutrinos de altísima energía pero sí la primera en la que los investigadores fueron capaces de trazar su trayectoria y descubrir su origen.
La partícula solitaria, conocida como IceCube-170922A, provenía de un blazar, uno de los fenómenos más violentos del Universo, denominado TXS 0506 + 056 y situado a 3.800 millones de años luz de distancia en la constelación de Orión. Un blazar es una galaxia elíptica gigante con un enorme agujero negro supermasivo que gira rápidamente en su núcleo. Emite desde sus polos dos gigantescos chorros de luz y partículas elementales que van en direcciones opuestas. Uno de los chorros de este blazar en concreto apunta directamente hacia la Tierra, lo que fue clave para desvelar el origen del neutrino. El hallazgo también permitió identificar la primera fuente de los rayos cósmicos, unos chorros de partículas de altísima energía que bombardean continuamente la Tierra.
Colisión cósmica
Otros objetos muestran propiedades bastante similares a las de TXS 0506 + 056, así que para los científicos resultaba «un misterio por qué solo este ha sido identificado como emisor de neutrinos», reconoce Silke Britzen, del Instituto Max Planck de Radio Astronomía (MPIfR) en Alemania y autora principal del artículo. ¿Qué es lo que hace única a esta galaxia? ¿Por qué es tan especial?
Los investigadores estudiaron observaciones de la galaxia tomadas entre 2009 y 2018 para conocer su actividad antes y después del evento del neutrino. Para su sorpresa, encontraron una interacción inesperada entre el material del chorro en el blazar. Si bien se supone que el plasma de chorro fluye sin interrupciones en una especie de canal, la situación parecía diferente. Esto ha llevado al equipo a proponer en la revista «Astronomy & Astrophysics» que los neutrinos podrían ser generados por una colisión cósmica entre el material inyectado.
«Esta colisión de material inyectado es actualmente el único mecanismo viable que puede explicar la detección de neutrinos de esta fuente», dice Markus Böttcher, de la Universidad del Noroeste en Potchefstroom (Sudáfrica), coautor del artículo.
IceCube Collaboration, MOJAVE, S. Britzen y M. Zajaček
Doble agujero negro
Los investigadores también creen posible que existan dos agujeros negros supermasivos en la región central de esta galaxia, algo que sucede a veces cuando dos galaxias que tienen un agujero negro en su centro chocan. Este par de agujeros negros podría eventualmente fusionarse y producir el equivalente supermasivo a las fusiones estelares de agujeros negros detectadas en ondas gravitacionales por la colaboración LIGO / Virgo.
Según los investigadores, parece ser la primera vez que se informa de una posible colisión de dos chorros a escalas de unos pocos años luz, al tiempo que atribuyen la creación de un neutrino cósmico a una colisión por el chorro de un agujero negro.
