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Vista frontal del laboratorio de IceCube en el crepúsculo, con un cielo estrellado que muestra un atisbo de la Vía Láctea en lo alto y la luz del sol persistiendo en el horizonte. Crédito: Martin Wolf, IceCube/NSF
Un equipo internacional de científicos ha encontrado por primera vez pruebas de la emisión de neutrinos de alta energía procedentes de una galaxia activa. El descubrimiento se realizó en el Observatorio de Neutrinos IceCube, un gigantesco observatorio de neutrinos financiado por la Fundación Nacional de la Ciencia que abarca mil millones de toneladas de hielo instrumentado a 1,5 o 2,5 kilómetros por debajo de la superficie de la Antártida, cerca del Polo Sur.
El equipo encontró pruebas de la emisión de neutrinos de NGC 1068, también conocida como Messier 77, una galaxia activa en la constelación de Cetus. Situada a casi 47 millones de años luz de la Tierra, la galaxia puede observarse con grandes prismáticos.
Francis Halzen, profesor de física de la Universidad de Wisconsin-Madison y principal investigador de IceCube, dijo: "Un neutrino puede identificar una fuente. Pero sólo la observación con múltiples neutrinos revelará el núcleo oculto de los objetos cósmicos más energéticos". IceCube ha acumulado unos 80 neutrinos de energía de teraelectronvoltios procedentes de NGC 1068, que aún no son suficientes para responder a todas nuestras preguntas. Aun así, son el siguiente gran paso hacia la realización de la astronomía de neutrinos".
A diferencia de la luz, los neutrinos pueden escapar del entorno más denso del universo en grandes cantidades, y pueden hacerlo evitando en su mayor parte las interferencias de la materia y los campos electromagnéticos que impregnan el espacio interestelar. Aunque los científicos han imaginado la astronomía de neutrinos durante más de 60 años, es extremadamente difícil detectar los neutrinos debido a su débil interacción con la materia y la radiación. Los neutrinos pueden responder mejor a nuestras preguntas sobre el funcionamiento de los objetos más extremos del cosmos.
Denise Caldwell, directora de la División de Física de la NSF, declaró: "Responder a estas preguntas de gran alcance sobre el universo en el que vivimos es un objetivo primordial de la Fundación Nacional de la Ciencia de Estados Unidos".
NGC 1068 es una galaxia espiral barrada. Tiene los brazos sueltos y una protuberancia central relativamente pequeña. La mayor parte de la radiación de la galaxia es producida por el material que cae en un agujero negro millones de veces más masivo que nuestro Sol.
Imagen del Hubble de la galaxia espiral NGC 1068. Crédito: NASA / ESA / A. van der Hoeven
Hans Niederhausen, asociado postdoctoral en la Universidad Estatal de Michigan y uno de los principales analistas del trabajo, dijo: "Los modelos recientes de los entornos de los agujeros negros en estos objetos sugieren que el gas, el polvo y la radiación deberían bloquear los rayos gamma que de otro modo acompañarían a los neutrinos. Esta detección de neutrinos en el núcleo de NGC 1068 mejorará nuestra comprensión de los entornos que rodean a los agujeros negros supermasivos."
Theo Glauch, asociado postdoctoral de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) en Alemania, dijo: "NGC 1068 podría convertirse en una vela estándar para futuros telescopios de neutrinos. Ya es un objeto muy estudiado por los astrónomos, y los neutrinos nos permitirán ver esta galaxia de forma diferente. Una nueva visión aportará, sin duda, nuevos conocimientos".
Ignacio Taboada, profesor de física del Instituto de Tecnología de Georgia y portavoz de la Colaboración IceCube, declaró: "Estos resultados representan una mejora significativa respecto a un estudio anterior sobre NGC 1068 publicado en 2020. Parte de esta mejora procede de técnicas mejoradas y de una cuidadosa actualización de la calibración del detector."
"El trabajo de los equipos de operaciones y calibraciones del detector permitió mejorar las reconstrucciones direccionales de neutrinos para localizar con precisión NGC 1068 y permitir esta observación. La resolución de esta fuente fue posible gracias a técnicas mejoradas y calibraciones refinadas, un resultado del duro trabajo de la Colaboración IceCube."
El análisis mejorado señala el camino hacia observatorios de neutrinos superiores que ya están en marcha.
Elisa Resconi, profesora de física en la TUM y otra de las principales analizadoras, dijo: "La revelación del universo oscuro acaba de empezar, y los neutrinos están llamados a liderar una nueva era de descubrimientos en la astronomía".
Fuentes, creditos y referencias:
Fuente: ICECUBE Neutriino Observatory