Neutrinos cósmicos desde una remota galaxia

Radioimágenes del blázar PKS B1424-418 obtenidas mediante la técnica conocida como VLBI.  El brillo aumentó en un factor 4, el cambio más importante observado en todas las fuentes del programa TANAMI.  © TANAMI

Un equipo internacional de astrónomos ha conseguido determinar por primera vez el origen del neutrino más energético jamás detectado, conocido como ‘Caponata’. Este neutrino se generó durante una erupción en radiofrecuencia y en rayos gamma en la galaxia PKS B1424−418. La asociación entre este cuásar y el neutrino da el impulso definitivo al nacimiento de una nueva disciplina científica, la astronomía de neutrinos. Estos resultados, en los que participa la Universitat de València, acaban de publicarse en la revista Nature Physics.
“Nuestro trabajo muestra la primera asociación verosímil entre un objeto exterior a nuestra galaxia y los neutrinos cósmicos”, afirma Eduardo Ros, profesor de astronomía de la Universitat de Valéncia, actualmente investigador científico en el Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania, y coautor del estudio. Añade: “De hecho, los neutrinos son las partículas más rápidas, ligeras y esquivas de la naturaleza y por tanto las más desconocidas. Afortunadamente, nuevos detectores como IceCube acercan la física de partículas a la astrofísica; ahora podemos identificar neutrinos procedentes del exterior de nuestra galaxia.”


El detector de neutrinos IceCube, construido bajo el manto de hielo de la Antártida, es capaz de fotografiar la luz producida por la cascada de partículas que produce un neutrino al chocar con el hielo. Esta luz, llamada radiación de Cherenkov, nos revela la energía y la dirección original del neutrino.

El equipo científico de IceCube ha bautizado como personajes de Barrio Sésamo a los neutrinos más espectaculares. Así, a Epi y Blas (HESE-20 y HESE-14 en su nombre científico) les siguió el día 4 de diciembre de 2012 la detección de Caponata (‘Big Bird’ en inglés, o HESE-35), un neutrino cuya energía excede los dos mil billones de electron voltios (2 PeV). Esta energía es un billón de veces mayor que la de una radiografía dental pero concentrada en una sola partícula cuya masa es menos de una millonésima que la de un electrón. Caponata fue el neutrino con mayor energía jamás detectado en su momento.

IceCube ha podido determinar la posición original de esta partícula con una precisión de 32 grados, equivalente a 64 lunas llenas. De manera simultánea a las observaciones de IceCube, el programa de observaciones TANAMI utilizaba una red de radiotelescopios distribuidos por Australia, Sudáfrica, Chile y la Antártida para realizar un seguimiento de varias decenas de galaxias activas del cielo austral, incluyendo la región de donde procede HESE-35 (Caponata). A su vez, el detector LAT del telescopio espacial de rayos gamma Fermi observó un aumento de un factor 30 en el brillo de esta galaxia, una de las estudiadas en programa TANAMI. Las imágenes en radiofrecuencia de TANAMI mostraron que el brillo de PKS B1424−418 se multiplicó por cuatro entre finales de 2011 y comienzos de 2013.

Ninguna otra galaxia observada por Fermi o por TANAMI mostró variaciones en su brillo durante el mismo periodo. Por tanto, “tras cribar todas las posibles fuentes alternativas, Caponata tiene que haberse originado en el mismo objeto que brilla fuertemente en radio y en rayos gamma”, indica Felicia Krauss, estudiante de doctorado en la Universidad de Wurzburgo que ha contribuido notablemente a la investigación en el marco de su tesis, a lo que añade Matthias Kadler, profesor de la misma universidad y primer responsable de la publicación: “Ha sido una suerte enorme y un gran éxito que estuviésemos estudiando todas estas galaxias con el proyecto TANAMI, y que así hayamos encontrado la ‘culpable’ de emitir un neutrino récord.”http://observatori.uv.es/