Los neutrinos de IceCube ofrecen una nueva visión de la galaxia vecina

Por primera vez, un equipo internacional de científicos encontró evidencia de emisión de neutrinos de alta energía de una galaxia cercana. La galaxia NGC 1068 (también conocida como Messier 77) es una galaxia activa en la constelación de Cetus y una de las galaxias activas más conocidas y mejor estudiadas. Los resultados se publican en Science.

Los neutrinos fueron detectados usando el Observatorio de neutrinos IceCube, un enorme telescopio de neutrinos que abarca mil millones de toneladas de hielo instrumentado a profundidades de 1,5 a 2,5 kilómetros por debajo de la superficie de la Antártida en el Polo Sur. Los miembros de la colaboración IceCube de la Universidad de Estocolmo y la Universidad de Uppsala participaron en el análisis de los datos adquiridos durante diez años de observaciones y en la interpretación de los resultados.

«Representa la acumulación lenta y constante de una señal de neutrinos, hasta que se convierte en el punto más brillante en el cielo de neutrinos», dice Chad Finley, profesor asociado de la Universidad de Estocolmo y ex coordinador de búsquedas de fuentes puntuales de neutrinos en IceCube.

En 2018, IceCube y los observatorios de rayos gamma identificaron la distante galaxia blazar TXS 0506+056 como una fuente de neutrinos después de que se detectara un neutrino de muy alta energía en coincidencia con los rayos gamma durante el mismo período. Por el contrario, la emisión atribuida a NGC 1068 consta de unos 80 eventos de neutrinos de baja energía registrados por IceCube desde que entró en pleno funcionamiento en 2011.

Visto por primera vez en 1780, NGC 1068 se encuentra a 47 millones de años luz de nosotros y se puede ver con binoculares grandes. Al igual que nuestra galaxia natal, la Vía Láctea, NGC 1068 es una galaxia espiral barrada, con brazos suavemente enrollados y una protuberancia central relativamente pequeña. Sin embargo, a diferencia de la Vía Láctea, NGC 1068 también es una «galaxia activa» donde la mayor parte de la radiación no la emiten las estrellas sino el material que cae en el agujero negro en su centro. Este agujero negro es millones de veces más masivo que nuestro Sol e incluso más masivo que el agujero negro inactivo en el centro de nuestra galaxia.

«Lo sorprendente de ver NGC 1068 con neutrinos es que no era detectable con rayos gamma en el mismo rango de energía, de 1 a 10 teraelectronvoltios», dice Chad Finley. En general, se espera que los neutrinos y los rayos gamma se produzcan en los mismos procesos, en las interacciones de los rayos cósmicos. «La ausencia de rayos gamma sugiere que los neutrinos emergen de una región densa donde se absorben los rayos gamma».

El agujero negro se encuentra está oculto

A diferencia de los fotones, los neutrinos interactúan extremadamente débilmente con la materia y, por lo tanto, pueden escapar de entornos extremadamente densos en el universo. NGC 1068 no solo es una galaxia activa, sino que está clasificada como una galaxia activa de tipo Seyfert II, lo que significa que se ve desde la Tierra con un ángulo tal que la región central donde se encuentra el agujero negro está oculta en un toro de polvo que lo rodea.

«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», dice Hans Niederhausen, asociado postdoctoral en la Universidad Estatal de Michigan y uno de los principales analizadores del artículo. . «Esta detección de neutrinos del núcleo de NGC 1068 mejorará nuestra comprensión de los entornos que rodean a los agujeros negros supermasivos».

Los aceleradores de partículas más extremos de la naturaleza

La colaboración de IceCube actualmente consta de aproximadamente 350 científicos en 58 instituciones de todo el mundo. IceCube cuenta con la Universidad de Estocolmo y la Universidad de Uppsala entre sus instituciones miembros fundadores.

«IceCube ha identificado nuevamente una galaxia activa como fuente de neutrinos altamente energéticos». Dijo Olga Botner, profesora del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Uppsala. “NGC 1068 es bien conocida por los astrónomos, pero por primera vez pudimos verla bajo una nueva ‘luz’. Este descubrimiento conducirá a una mejor comprensión de los procesos cercanos a los aceleradores de partículas más extremos de la naturaleza y es un buen augurio para nuestros planes de construir un detector IceCube 10 veces más grande y más sensible. ¡Hemos dado un nuevo paso hacia la astronomía de neutrinos! ¡Es emocionante darse cuenta de que hay mucho más en el universo de alta energía esperando ser descubierto!»

El Observatorio de Neutrinos IceCube cuenta con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., así como del Consejo Sueco de Investigación y agencias nacionales de financiación en otros países miembros.

Asa Malmberg