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El neutrino Caponata impulsa una nueva forma de astronomía

En 2012 el observatorio IceCube de neutrinos detectó una de estas esquivas partículas desde la Antártida. Al mismo tiempo, el telescopio espacial Fermi y la red de radiotelescopios terrestres TANAMI registraron un aumento del brillo en la galaxia PKS B1424−418. Ahora un equipo internacional de astrofísicos concluye que aquel neutrino procedía de una fuente energética de esa galaxia con una probabilidad del 95%, un hallazgo que puede inaugurar la astronomía de neutrinos.

El detector de neutrinos IceCube puede fotografiar la luz (llamada radiación de Cherenkov) generada por la cascada de partículas que produce un neutrino al chocar con el hielo en la Antártida. Así han registrado la energía y dirección del neutrino HESE-35 o Caponata (a la izquierda). / IceCube/NSF

Los científicos del experimento IceCube, que desde la Antártida detectan neutrinos cósmicos, han bautizado a los más espectaculares con los nombres de personajes de Barrio Sésamo. Así, los neutrinos HESE-20 y HESE-14 se conocen como Epi y Blas, y al denominado oficialmente HESE-35, descubierto el 4 de diciembre de 2012, lo llamaron Caponata (Big Bird, en inglés, también conocido como Paco Pico o Abelardo en algunos programas de televisión hispanos).

Imagen del Twitter de Big Bird o Caponata, el personaje de Barrio Sésamo que ha dado nombre a un neutrino.

Un equipo internacional de astrónomos informa ahora en Nature Physics que ha logrado descubrir el origen del neutrino Caponata. Con un 95% de probabilidad la fuente es un blázar, una potente explosión en radiofrecuencia y rayos gamma asociada a un agujero negro situado en la lejana galaxia PKS B1424−418.

“Nuestro trabajo muestra la primera asociación verosímil entre los neutrinos cósmicos y un objeto exterior a nuestra galaxia, lo que da un impulso definitivo al nacimiento de una nueva disciplina científica: la astronomía de neutrinos”, dice a Sinc Eduardo Ros, profesor de la Universidad de Valencia, investigador del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn (Alemania) y coautor del estudio.

El profesor recuerda que los neutrinos son las partículas más rápidas, ligeras y esquivas de la naturaleza, además de ser extremadamente energéticas. De hecho, HESE-35 fue el neutrino más energético conocido (2 petaelectronvóltios, unos dos mil billones de electronvoltios) en el momento de su descubrimiento.

Esta energía es un billón de veces superior a la de una radiografía dental, aunque concentrada en una sola partícula con masa un millón de veces menor que la del electrón.

IceCube, Fermi y TANAMI, protagonistas del hallazgo

El detector IceCube, que registra la luz que produce un neutrino al chocar contra el hielo, pudo determinar la posición de Caponata con una precisión de 32 grados –un círculo equivalente a 64 lunas llenas–, pero otros dos instrumentos ayudaron a afinar la búsqueda. Uno fue el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA, que con su dispositivo LAT pudo observar un aumento de un factor 30 en el brillo de la galaxia PKS B1424−418.

Por su parte, desde la Tierra, una red de radiotelescopios de Australia, Sudáfrica, Chile y la Antártida denominada TANAMI confirmó que el brillo de esa galaxia se multiplicó por cuatro entre finales de 2011 y comienzos de 2013.

Red TANAMI de radiotelescopios. / M. Kadler (Univ. of Würzburg)-J. Wilms (Univ. of Erlangen-Nuremberg)

“Tras cribar todas las posibles fuentes alternativas, todo encajaba: HESE-35 tiene que haberse originado en el mismo objeto que brilla fuertemente en radio y en rayos gamma”, señala Felicia Krauss, estudiante de doctorado en la Universidad de Wurzburgo que ha contribuido con su tesis a la investigación.

“Ha sido una suerte que estuviésemos estudiando galaxias con el proyecto TANAMI y que hayamos encontrado a la ‘culpable’ de emitir al neutrino récord”, añade Matthias Kadler, profesor en la misma universidad y primer responsable del artículo.

Los investigadores han confirmado con otros datos astronómicos que la probabilidad estadística de que PKS B1424−418 y Caponata no estén asociados es solo del 5%. “Todavía existe una posibilidad de que esa galaxia no sea el origen de HESE-35, pero es nuestro principal sospechoso y caben pocas dudas”, afirma Ros.

“La astronomía de neutrinos acaba de nacer”, añade el profesor, que concluye: “Pronto podremos localizar el origen de un neutrino con una precisión de 0,6 grados. Si seguimos estudiando el cosmos con los telescopios disponibles estaremos más cerca de desvelar los secretos del origen y la física de estos fenómenos, que hasta hace bien poco escapaban a nuestra comprensión”.

El blázar PKS B1424-418 captado con el programa TANAMI y el telescopio Fermi. / TANAMI/ NASA/DOE/Colaboracion LAT

Referencia bibliográfica:

M. Kadler, F. Krauss, E. Ros et al. “Coincidence of a high-fluence blazar outburst with a PeV-energy neutrino event”. Nature Physics, abril de 2016. DOI 10.1038/nphys3715.

Fuente: Observatori Astronòmic/UV
Derechos: Creative Commons
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