Descubren la posible fuente extragaláctica de una emisión de neutrinos

   MADRID, 28 Abr. (EUROPA PRESS) -

   Hace casi 10.000 millones de años, en una galaxias conociao como PKS B1424-418, se produjo una dramática explosión. La luz de esta explosión comenzó a llegar a la Tierra en el año 2012.

   Ahora, un equipo internacional de astrónomos, dirigido por el Matthias Kadler, profesor de astrofísica en la Universidad de Würzburg, ha demostrado que un registro sin precedentes de neutrino visto en la misma época probablemente nació en el mismo evento. Los resultados se publican en la revista Nature Physics.

   Los neutrinos son las más rápidas, más ligeras, más esquivas y menos comprendidas partículas fundamentales, y los científicos son ahora capaces de detectar los de alta energía que llegan desde el espacio profundo. El presente trabajo proporciona la primera asociación plausible entre un único objeto extragaláctico y uno de estos neutrinos cósmicos.

   A pesar de que los neutrinos superan en número a todos los átomos en el universo, rara vez interactúan con la materia, lo que hace de su detección todo un reto. Pero esta misma propiedad permite que los neutrinos salgan de forma rápida de los lugares donde la luz no puede escapar fácilmente, tales como el núcleo de una estrella en colapso y circulen a través del universo casi completamente sin obstáculos. Los neutrinos puede proporcionar información sobre los procesos y ambientes que simplemente no están disponibles a través de un estudio de la luz por sí sola.

   Recientemente, el experimento IceCube en el Polo Sur encontró por primera vez evidencia de un flujo de neutrinos extraterrestres, que fue declarado el avance mundial en Física del año 2013. Hasta la fecha, el equipo científico de neutrinos IceCube ha anunciado acerca de un centenar de neutrinos de muy alta energía y ha apodado los eventos más extremos con personajes de la serie de televisión infantil "Barrio Sésamo".

    El 4 de diciembre de 2012, IceCube detectó un evento conocido como Big Bird, un neutrino con una energía superior a 2 mil billones de electronvoltios (PEV). Para poner esto en perspectiva, es más de un millón de millones de veces mayor que la energía de una radiografía dental embalada en una sola partícula que se cree tiene menos de una millonésima de la masa de un electrón. Big Bird era el neutrino de más alta energía jamás detectado hasta el momento y todavía ocupa el segundo lugar.

   ¿De dónde vino? La mejor posición de IceCube redujo la fuente a un parche del cielo del sur de alrededor de 32 grados de ancho, equivalente al tamaño aparente de 64 lunas llenas. "Es como una investigación de la escena del crimen", dice el autor principal Matthias Kadler, profesor de astrofísica en la Universidad de Würzburg, en Alemania, "El caso se refiere a una explosión, a un sospechoso, y varias piezas de evidencia circunstancial."

   A partir del verano de 2012, el satélite Fermi de la NASA fue testigo de un brillo espectacular de PKS B1424-418, una galaxia activa clasificada como un blazar de rayos gamma. Una galaxia activa es una galaxia típica pero con un núcleo compacto y excepcionalmente brillante. El exceso de luminosidad de la región central es producido por la materia que cae hacia un agujero negro supermasivo que pesa millones de veces la masa de nuestro sol. A medida que se acerca al agujero negro, una parte del material se convierte en chorros de partículas que se mueven hacia afuera en direcciones opuestas a casi la velocidad de la luz. En los blazares, uno de estos chorros sale casi directamente en la dirección de la Tierra.

   Durante el estallido de un año, PKS B1424-418 brillaba entre 15 y 30 veces más brillante en rayos gamma que su promedio antes de la erupción. El blazar se encuentra dentro de la región de origen de Big Bird, pero también muchas otras galaxias activas detectadas por Fermi.

   Los científicos en busca de la fuente de neutrinos estudiaron datos de un programa a largo plazo de observación llamado TANAMI. Desde 2007, ha seguido de manera rutinaria cerca de 100 galaxias activas en el cielo del sur, incluyendo muchas fuentes de rayos de alta energía detectados por Fermi. Tres observaciones de radio entre 2011 y 2013 corresponden al período del estallido de Fermi. Revelan que el núcleo del chorro de la galaxia había sido iluminando cerca de cuatro veces. Ninguna otra galaxia observada por TANAMI durante la vida del programa ha mostrado un cambio tan dramático.

   "Dentro de sus chorros, los blazares son capaces de acelerar protones a energías relativistas. Las interacciones de estos protones con la luz en las regiones centrales del blazar puede crear piones. Cuando estos piones decaen, se producen tanto rayos gamma como neutrinos se producen", explica Karl Mannheim, coautor del estudio y profesor de astronomía en Würzburg, Alemania.

   "Peinamos el campo donde Big Bird debe tener su origen en busca de objetos astrofísicos capaces de producir partículas de alta energía luz", añade el coautor Felicia Krauss, un estudiante de doctorado de la Universidad de Erlangen-Nürnberg en Alemania. "Hubo un momento de asombro y admiración cuando nos dimos cuenta de que el arrebato más espectacular que he visto nunca en un blazar ocurrió justo en el lugar correcto en el momento justo."

   En un artículo publicado el 18 de abril en la revista Nature Physics, el equipo sugiere que el estallido PKS B1424-418 y Big Bird están vinculados, calculando sólo una probabilidad del 5 por ciento de que los dos eventos ocurrieran por cuenta propia. Utilizando datos de Fermi, Swift y otras instalaciones, los investigadores determinaron cómo la energía de la erupción se distribuyó en todo el espectro electromagnético y mostraron que era lo suficientemente potente como para producir un neutrino a energías PEV.

   "Teniendo en cuenta todas las observaciones, el blazar parece haber tenido los medios, el motivo y la oportunidad de disparar el neutrino Big Bird, lo que lo convierte en nuestro principal sospechoso", explica Matthias Kadler.