IceCube ha conseguido observar la segunda fuente conocida de neutrinos de muy alta energía, el núcleo activo de la galaxia M77 a 47M de años luz de distancia. Para ello, ha acumulado los datos obtenidos en los 10 años de operación del telescopio observando unos 80 neutrinos ultraenergéticos procedentes de este objeto. La tarea no ha sido fácil ya que los neutrinos son altamente esquivos. Para ponerlo en perspectiva, aproximadamente un neutrino procedente de M77 atraviesa el detector por segundo, pero solo 80 se han conseguido capturar en 10 años.
IceCube lleva todo este tiempo tratando de realizar una ‘fotografía’ del universo con neutrinos, pero, hasta ahora, solo se había conseguido localizar otro objeto, el blazar TXS 0506+056 (otro agujero negro supermasivo, mucho más alejado que M77). La diferencia es que en aquella ocasión la detección fue posible gracias a la colaboración de otros telescopios repartidos por todo el mundo, lo que permitió capturar una fulguración emitida por el objeto (uno de los primeros ejemplos de detección multimensajera). En este caso, IceCube ha conseguido observar la emisión continuada de neutrinos de M77 gracias a los largos tiempos de exposición y a haber mejorado los análisis de las imágenes (mejorando así la capacidad de ‘apuntar’(*) del telescopio), confirmando unos indicios publicados ya en 2020 que apuntaban a M77 como posible fuente de neutrinos. Es interesante destacar también que el agujero negro en el centro de M77 queda oscurecido por el disco de acreción circundante ya que vemos esta galaxia de perfil y, por tanto, su observación con otros telescopios (de luz visible, rayos X o rayos gamma) es más dificultosa. Los neutrinos son, en cambio, una herramienta ideal para poder ‘ver’ a través de ese disco.
Gracias a este descubrimiento, se empieza a identificar el posible origen de los rayos cósmicos de más alta energía, uno de los problemas abiertos más importantes en astrofísica. Los rayos cósmicos son partículas cargadas que llegan a alcanzar energías descomunales. No está claro qué fenómenos pueden acelerar estos rayos a esas energías y es difícil identificar el origen de estas partículas, ya que son desviadas por campos magnéticos intergalácticos en su viaje a la Tierra. Unos posibles candidatos son los núcleos activos de galaxias (AGNs) que, además de rayos cósmicos, se espera que produzcan también neutrinos, que viajarían inalterados hasta nosotros. La detección positiva de IceCube de M77 y de otras tres fuentes algo menos intensas apuntan, por tanto, de forma clara a estos objetos como una de las fuentes importantes de rayos cósmicos ultraenergéticos, confirmando los modelos.
Estas cuatro fuentes suponen un pequeño porcentaje de todos los neutrinos que detecta IceCube y que, por ahora, son de origen desconocido. Será necesario seguir acumulando datos para aclarar si los AGNs son las únicas fuentes de rayos cósmicos de alta energía o, por el contrario, se descubren nuevos ‘aceleradores cósmicos’. De hecho, dada la diferente naturaleza del blazar TXS0506+056 y del AGN en M77, la colaboración sugiere la existencia de, al menos, dos tipos distintos de fuentes. ¡Se avecinan tiempos muy excitantes para la astronomía multimensajera!
(*) El instrumento no tiene partes móviles: reconstruye la dirección de las partículas incidentes a partir de las señales luminosas generadas en el hielo antártico produciendo una imagen mucho menos nítida, por ejemplo, que la de los telescopios ópticos.
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