En 2012, se detectó en las profundidades del hielo antártico un pequeño destello de luz.Una explosión de neutrinos era responsable, y el destello de la luz fue su carta de presentación.
Puede que no suene trascendental, pero el flash nos puede dar ideas tentadoras en uno de los objetos más energéticos del universo distante.
La luz fue provocada por el universo de las partículas más difíciles de alcanzar cuando se pusieron en contacto con un detector notable, llamado apropiadamente IceCube , que fue construido con el propósito de capturar eventos raros tales como esto.
El equipo de investigadores internacionales ahora sospecha que el evento puede tener su origen en un cuásar , que es el núcleo activo de una galaxia a miles de millones de años luz de distancia.
El flash también se abre potencialmente una nueva era de la astrofísica de neutrinos y puede ayudar a desentrañar el misterio de la producción de neutrinos en el universo.
La partícula antisociales que vino del frío
Los neutrinos son partículas elementales y uno de los bloques de construcción más pequeños del universo. A pesar de ser una de las partículas más abundantes y energéticos, los neutrinos tienen una reputación de ser muy difícil de detectar.
Esto se debe a que muy raramente interactúan con la materia normal. De hecho, miles de millones de ellos pasan a través de su cuerpo cada minuto sin siquiera provocando un cosquilleo.
Así que, ¿cómo encontrar una partícula tal antisocial?
Puede que no lo parece desde la superficie helada de la Antártida, pero cubo de hielo es uno de los telescopios más grandes del mundo, y el más grande para la detección de neutrinos.
IceCube ocupa un kilómetro cúbico de hielo transparente, que proporciona el mejor medio para miles de sensores para capturar esa ráfaga difícil de alcanzar de la luz crea cuando un neutrino de alta energía choca con una partícula de hielo.
Aunque la probabilidad de una colisión es minúscula, hay tantos neutrinos que pasan por el detector que con el tiempo algunos interactuar con el hielo.
El truco es, entonces, para determinar dónde se originaron los neutrinos. Los neutrinos son producidos por las reacciones nucleares que se encienden en el centro de las estrellas y en otros procesos cósmicos de alta energía.
Así que cuando se trata de encontrar el origen de la explosión de neutrinos de 2012, el profesor Sergei Gulyaev, el director de la Universidad de Auckland de Tecnología delInstituto de Radioastronomía e Investigación Espacial contó la conversación que no había escasez de candidatos. El cielo era el límite, literalmente.
"Fuera de millones de objetos astronómicos, que uno era el responsable?"
Núcleo de una galaxia
Una red de Nueva Zelanda, los radiotelescopios australianos y africanos realizaron búsquedas en el cielo en busca de lo que podría haber disparado el flash de 2012.
Pero uno de los candidatos se destacó. Los radioastrónomos fueron capaces de crear una imagen de un objeto distante que parecía cambiar drásticamente después de la explosión de neutrinos se registró en el Polo Sur.
A partir de esto, se decidió que la fuente más probable de los neutrinos era un quásar, denominada PKS 1424-418, que se encuentra 9.1 mil millones de años luz de distancia - casi en el borde del universo visible.
Un quasar es el núcleo activo de una galaxia primordial con un agujero negro supermasivo en su núcleo.
"Sabíamos antes de que los enormes flujos de partículas muy energéticas llegaron desde el espacio. Los llamamos 'rayos cósmicos. Los neutrinos son parte de ellos. Pero no teníamos idea de que los objetos astronómicos son responsables de esto ".
Gulyaev hecho hincapié en que tenían que ser cautos antes de sacar conclusiones sobre el origen de los neutrinos.
"Tuvimos mucho cuidado, pero la combinación de observaciones astronómicas de radio y de rayos gamma realizados por el telescopio espacial de rayos gamma Fermi, de la NASA, ahora sabemos dónde o lo que es. Dado el enorme aumento de la energía, el cambio de forma y actividad, tenemos un 95% seguro de que un quásar fue responsable del evento registrado por IceCube ".
Gulyaev añadió que este cuásar particular era activa, mientras que el universo era muy joven.
"Los quásares son como los dinosaurios. Se extinguieron hace mucho tiempo ", dijo Gulyaev. "Pero debido a que la astronomía es como una máquina del tiempo, hemos sido capaces de estudiar este cuásar."
El estudio también puede abrir una nueva ventana en el universo distante. Mientras que la mayoría de astronomía se lleva a cabo mediante el estudio de la radiación electromagnética, como la luz o las ondas de radio, estos pueden ser tapadas o distorsionadas a medida que viajan a través del espacio.
Pero debido a que los neutrinos pasan a través de mayoría de la materia, y no están influenciados por los campos magnéticos, que pueden pasar a través de vastas extensiones del cosmos ininterrumpidas. Si podemos detectar de manera fiable, podríamos ser capaces de observar cosas que normalmente no podemos ver.
Un problema emocionante
El profesor Ron Ekers, astrofísico del CSIRO, dijo que el estudio presenta posibilidades tentadoras de un origen extragalatic de la ráfaga de neutrinos de alta energía.
Sin embargo, la verdadera prueba del tiempo será si finalmente el modelo puede predecir futuras detecciones junto con mediciones más precisas de las posiciones de neutrinos que sería posible en el futuro.
Ekers dijo que aunque el modelo presenta un posible origen, un paso crucial sería aumentar el nivel de precisión de los instrumentos de detección de neutrinos para localizar y delimitar las posibles fuentes con mayor precisión.
"Errores de posición actuales de estos neutrinos son bastante grandes y hay muchos objetos posibles que podrían ser la fuente".
Ekers añadido que tanto IceCube y la matriz mediterránea Neutrino ( KM3NeT ) tienen planes de futuro para mejorar en gran medida la precisión posicional para satisfacer esa necesidad.
"Averiguar donde los neutrinos de alta energía provienen de es uno de los problemas más interesantes hoy en astrofísica. Ahora tenemos una posible identificación que necesitamos desesperadamente para mejorar la precisión direccional de las detecciones de neutrinos. "
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