El último número de la revista Science publica un artículo que ha tenido una amplia repercusión en el ámbito científico: el descubrimiento de neutrinos de alta energía procedentes de un blázar (1), precisamente el mismo desde el que se había detectado poco antes una gran llamarada de rayos gamma. Para el no experto, esta es una noticia irrelevante, pero ¿por qué este hallazgo ha puesto en trepidación al mundo científico?
La detección se produjo en el Polo Sur, en el IceCube Neutrino Observatory de la estación Amundsen-Scott, que cubre más de un kilómetro cúbico con 5000 detectores (DOM) de 35 centímetros de diámetro y alojados a una profundidad de hasta 2,5 kilómetros bajo el hielo, diseñado específicamente para identificar y rastrear neutrinos de alta energía. Los DOM detectan el tenue destello de luz creado cuando un neutrino de alta energía interactúa con el hielo.
Un neutrino es una partícula subatómica carente de carga eléctrica, de masa casi nula y con una peculiaridad: su detección es muy difícil porque apenas interacciona con la materia; es una partícula “fantasma” que sabemos que existe, pero que a duras penas se deja ver. El Sol es una fuente importante de neutrinos, pero de baja energía. Entonces, los de alta energía, ¿de dónde vienen?
Esto es lo que el IceCube nos ha revelado, porque el 22 de septiembre de 2017 encontró uno de estos neutrinos altamente energéticos procedente del blázar TXS 0506 + 056. Además, la detección alertó en tiempo real a telescopios de todo el mundo para que exploraran el espacio en esa dirección y así localizar con precisión su procedencia. Los neutrinos viajan casi sin perturbarse desde sus aceleradores (blázar), dando a los científicos un puntero casi directo a su fuente. El blázar TXS 0506 + 056 está situado en la constelación de Orión, a 4.000 millones de años luz de la Tierra. Cerca de 20 observatorios en la Tierra y en el espacio realizaron observaciones de seguimiento.
Ahora sabemos que esos aceleradores naturales, como son los agujeros negros de los núcleos galácticos, son fuentes de partículas de muy alta energía, algo que nos resulta totalmente imposible de conseguir en nuestros aceleradores artificiales terrestres: el neutrino que alertó a los telescopios de todo el mundo tenía una energía de aproximadamente 300 TeV. Para hacernos una idea aproximada de cuánto es esto, se puede comparar con la energía de los protones que circulan en el anillo de 26,7 kilómetros del Gran Colisionador de Hadrones (LHC): 6,5 TeV, unas 50 veces menor.
Astrofísica “multimessenger”
Cuando necesita precisar un diagnóstico, el profesional de la medicina suele utilizar diversas fuentes de información que le revelan qué ocurre realmente en el órgano del paciente. En Astrofísica ocurre algo semejante: interesa estudiar varias formas de radiación para analizar con mayor profundidad lo que ocurre en esa fuente de energía: es lo que se ha llamado “astrofísica multimessenger”.
En palabras de France Córdova, directora de la National Science Foundation: “La era de la astrofísica multimessenger está aquí. Cada mensajero, desde la radiación electromagnética, las ondas gravitacionales y ahora los neutrinos, nos da una comprensión más completa del universo y nuevos conocimientos importantes sobre los objetos y eventos más poderosos en el cielo».
Además de los neutrinos, las observaciones realizadas por muchos otros observatorios a través del espectro electromagnético incluyeron rayos gamma, rayos X y radiación óptica y de radio. Intervinieron desde sus observatorios más de mil científicos apoyados por agencias de financiación en países de todo el mundo. España colaboró en la detección de la radiación gamma de la fuente blázar con el telescopio MAGIC, tipo Cherenkov y de 17 metros de diámetro situado en El Roque de los Muchachos (Gran Canaria).
Por tanto, la relevancia de este evento científico es que el IceCube ha marcado un hito en lo que los científicos llaman investigación astrofísica multimessenger. Ahora, sin sábana, el neutrino fantasma se ha dejado entrever.
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(1) Un blázar es una galaxia elíptica gigante con un enorme agujero negro en su núcleo que gira velozmente. Una característica distintiva del blázar es que los chorros gemelos de luz y las partículas elementales, una de las cuales apunta hacia la Tierra, se emiten desde los polos a lo largo del eje de la rotación del agujero negro.