Científicos descubren el origen de unas misteriosas 'partículas fantasma'

Durante más de un siglo, los astrofísicos han tratado de determinar el origen de unas 'partículas fantasma' extremadamente energéticas, que son hasta un millón de veces más energéticas que cualquier cosa lograda por el acelerador de partículas más poderoso del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones, ubicado cerca de Ginebra, Suiza. También quieren saber qué los impulsa con una fuerza tan tremenda.

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Resolver ese antiguo misterio podría estar más cerca, gracias a la nueva investigación de múltiples mensajeros realizada por un equipo de científicos que incluye al profesor asociado de física y astronomía de la Universidad de Clemson, Marco Ajello, según dio a conocer esta institución en un comunicado.

Ajello y sus colaboradores Sara Buson de Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg en Baviera, Alemania, y Andrea Tramacere de la Universidad de Ginebra han demostrado con una certeza sin precedentes que los neutrinos astrofísicos se originan en los blazares.

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 únicas que podrían ayudar a identificar las fuentes de los rayos cósmicos.

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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.

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 blazares 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.

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“Tuvimos una pista en ese entonces (en 2017), y ahora tenemos evidencia”, dijo Ajello. 

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.

De acuerdo con Ajello, los investigadores ahora estudiarán esos blazares para comprender qué los hace buenos aceleradores.

REDACCIÓN CIENCIA*

Con información de la Universidad de Clemson