Investigadores del observatorio de neutrinos IceCube han detectado, por primera vez, neutrinos procedentes del núcleo energético de la galaxia NGC 1068, también conocida como Messier 77. Esta galaxia, que se observó por primera vez en 1780, está situada a 47 millones de años luz de nosotros y es una de las más conocidas y mejor estudiadas hasta la fecha. Los resultados, que se han publicado hoy en Science, se presentaron ayer en un seminario científico que reunió a expertos, periodistas y científicos de todo el mundo.
La detección se ha realizado en el observatorio de neutrinos IceCube, un enorme telescopio de neutrinos compuesto por más de 5000 módulos ópticos digitales suspendidos en un kilómetro cúbico de hielo enterrado en el subsuelo del Polo Sur, entre 1.5 y 2.5 kilómetros por debajo de la superficie de la Antártida. Este telescopio, que explora los confines de nuestro universo a partir de la detección de neutrinos de alta energía, informó de la primera observación de una fuente de neutrinos astrofísicos de alta energía en 2018.
"Con un solo neutrino podemos identificar una fuente de emisión, pero solo la detección múltiple de neutrinos puede revelar el núcleo oculto de los objetos cósmicos más energéticos", afirma Francis Halzen, profesor de física en la Universidad de Wisconsin-Madison e investigador principal de IceCube. Y añade: "IceCube ha detectado unos 80 neutrinos procedentes de NGC 1068 con energías del orden de los teraelectronvoltios, que aún no son suficientes para responder a todas nuestras preguntas, pero definitivamente son el siguiente gran paso hacia el desarrollo de la astronomía de neutrinos."
A diferencia de la luz, los neutrinos pueden escapar de entornos del universo extremadamente densos y llegar a la Tierra sin interaccionar ni con la materia ni con los campos electromagnéticos que impregnan el espacio extragaláctico. Debido a esto, los neutrinos podrían responder a muchas de nuestras preguntas sobre los cuerpos y fenómenos más violentos del cosmos. Sin embargo, precisamente la débil interacción de los neutrinos con la materia y la radiación hace que su detección sea extremadamente difícil.
Al igual que nuestra galaxia, la Vía Láctea, NGC 1068 es una galaxia espiral barrada, con brazos sueltos y un bulbo galáctico central relativamente pequeño. Sin embargo, a diferencia de la Vía Láctea, NGC 1068 es una galaxia activa en la que la mayor parte de la radiación no es producida por las estrellas, sino que se debe a la caída de materia en un agujero negro millones de veces más masivo que nuestro Sol e incluso más masivo que el agujero negro inactivo del centro de nuestra galaxia.
Por sus características, NGC 1068 podría convertirse en objeto de estudio frecuente para futuros telescopios de neutrinos, según Theo Glauch, investigador postdoctoral en la Universidad Técnica de Múnich (TUM), en Alemania, y otro de los autores del estudio. "Ya es un objeto muy estudiado por los astrónomos, y los neutrinos nos permitirán ver esta galaxia de una manera totalmente diferente. Una nueva visión aportará sin duda nuevos conocimientos", afirma Glauch.
Según Ignacio Taboada, profesor de física del Instituto Tecnológico de Georgia y portavoz de la Colaboración IceCube, estos resultados representan una mejora significativa respecto a un estudio anterior sobre NGC 1068 publicado en 2020. "Parte de esta mejora se debe a la optimización de las técnicas y a una cuidadosa actualización de la calibración del detector", dice Taboada. "El trabajo realizado por los equipos de operaciones y calibración del detector permitió mejorar las reconstrucciones direccionales de neutrinos para localizar con precisión NGC 1068 y hacer posible esta observación."
Este estudio mejorado señala el camino hacia observatorios de neutrinos más avanzados tecnológicamente. "Es una gran noticia para el futuro de nuestro campo", afirma Marek Kowalski, colaborador de IceCube y científico principal del Deutsches Elektronen-Synchrotron, en Alemania. "Significa que con una nueva generación de detectores más sensibles habrá mucho que descubrir. El futuro observatorio IceCube-Gen2 no solo podría detectar muchos más neutrinos procedentes de fuentes extragalácticas, sino que también permitiría su estudio a energías aún mayores".
