Los neutrinos son las partículas elementales más abundantes del universo. Sin embargo, son extremadamente escurridizas y difíciles de detectar debido a que no tienen carga eléctrica ni apenas masa. En un artículo publicado hoy en la revista Science, la colaboración internacional del Observatorio de Neutrinos IceCube, un gigantesco detector de un kilómetro cúbico construido bajo la estación Amundsen-Scott del Polo Sur, informa de la primera detección estadísticamente sólida de neutrinos de alta energía procedentes del interior de la Vía Láctea. El hallazgo ha permitido a la comunidad investigadora ver nuestra galaxia, la Vía Láctea, de una forma nunca antes observada.
En condiciones de baja contaminación lumínica, la Vía Láctea se puede ver a simple vista como una banda de estrellas difusa que cruza el cielo nocturno. Hasta ahora, la comunidad astronómica internacional únicamente podía observarla y analizarla a través de la radiación electromagnética de diferentes longitudes de onda que nos llega a la Tierra, un espectro que abarca tanto la luz visible como la invisible para el ojo humano. Ahora, y por primera vez, la colaboración IceCube, formada por más de 350 científicos de 14 países, ha conseguido producir una imagen de la Vía Láctea utilizando una 'nueva lente': los neutrinos emitidos desde el interior de la galaxia.
Este hallazgo abre una nueva ventana de observación para la comunidad científica ya que esta imagen se consolida como el primer retrato galáctico hecho con partículas de materia en lugar de energía electromagnética.
“Los neutrinos son partículas subatómicas, como lo son los electrones. Sin embargo, son especiales porque interactúan solo mediante la fuerza débil. Así como la luz puede atravesar el vidrio de una ventana sin dificultad, los neutrinos pueden pasar por todo, incluyendo el planeta Tierra, de ahí que sean tan difíciles de detectar”, explica a Agencia SINC el portavoz de IceCube, Ignacio Taboada, profesor de Física en el Instituto Tecnológico de Georgia (EE UU). “Por eso IceCube es tan grande, para lograr observar los pocos neutrinos que sí interactúan”.
Taboada subraya la importancia de este hallazgo: “Esta es la primera vez que se observa la Vía Láctea con algo distinto de la luz: los neutrinos. La luz visible e invisible (radio, microondas, infrarrojo, rayos X, rayos gama) se ha utilizado ampliamente para estudiar nuestra galaxia, pero los neutrinos no son luz. Y al estudiar de formas distintas, se aprenden cosas nuevas”.
El investigador principal de IceCube, Francis Halzen, profesor de Física de la Universidad de Wisconsin-Madison, añade: “Lo intrigante es que, a diferencia de lo que ocurre con la luz de cualquier longitud de onda, en el caso de los neutrinos, el universo eclipsa a las fuentes cercanas de nuestra propia galaxia”.
El equipo de IceCube ya había detectado neutrinos de alta energía de origen extragaláctico, como los procedentes de la galaxia NGC1068, pero esta es la primera vez que se han detectado neutrinos de este tipo emitidos desde el interior de nuestra galaxia con la significancia estadística suficiente para confirmar el hallazgo.
La demostración se ha realizado gracias a técnicas de inteligencia artificial de aprendizaje automático, utilizando datos registrados (unos 60.000 neutrinos) a lo largo de 10 años por el observatorio IceCube en la Antártida. Los resultados son coherentes con la distribución y las interacciones esperadas de los rayos cósmicos dentro de nuestra galaxia.
No se conoce con exactitud la fuente de estos neutrinos
“No es posible saber con certeza qué produce estos neutrinos, ya que hemos observado la Vía Láctea como un todo”, responde el profesor Toboada para Agencia SINC, “aunque hay dos posibilidades razonables y probablemente ambas ocurren, pero no sabemos cuál es más importante”.
Por una parte, “los neutrinos pueden ser producidos por fuentes de rayos cósmicos en nuestra galaxia: una colección de fuentes puntuales, como una estrella, de neutrinos –aclara–. Pero esos rayos cósmicos, que tienen carga eléctrica, se propagan por la galaxia y al chocar con gas, polvo estelar, etcétera, producen más neutrinos”.
“Eso resultaría en nuestra galaxia brillando de manera difusa en todas partes, pero más intensamente hacia el centro”, señala Taboada, quien adelanta que ahora “el siguiente paso es identificar las fuentes específicas dentro de la galaxia”. Ese y otros retos se abordarán en los siguientes análisis previstos por IceCube.
Otra de las integrantes de la colaboración, Naoko Kurahashi Neilson, profesora de Física de la Universidad Drexel (EE UU), concluye: “Observar nuestra propia galaxia por primera vez utilizando partículas en lugar de luz es un gran paso. A medida que evolucione la astronomía de neutrinos, obtendremos una nueva lente con la que observar el universo”.
