El análisis de neutrinos de IceCube identifica una posible fuente galáctica de rayos cósmicos
Cubo de hielo/NSF
Desde que el físico francés Pierre Auger propuso en 1939 Éste rayos cósmicos debe transportar cantidades increíbles de energía, los científicos estaban intrigados en cuanto a qué podría estar produciendo estos poderosos grupos de protones y neutrones que llueven sobre la atmósfera de la Tierra. Un medio posible de identificar tales fuentes es rastrear los caminos que tomaron los neutrinos cósmicos de alta energía en su camino a la Tierra, ya que son creados por los rayos cósmicos que chocan con la materia o la radiación, produciendo partículas que luego se descomponen en neutrinos y rayos gamma.
científicos con la Cubo de hielo El Observatorio de Neutrinos del Polo Sur ya analizó una década de tales detecciones de neutrinos y encontró evidencia de que una galaxia activa llamada Más desordenado 77 (también conocido como Lula Galaxy) es un fuerte candidato para uno de estos emisores de neutrinos de alta energía, según un nuevo papel publicado en la revista Science. Lleva a los astrofísicos un paso más cerca de resolver el misterio del origen de los rayos cósmicos de alta energía.
«Esta observación marca el comienzo de poder hacer astronomía de neutrinos», dijo Janet Conrad, miembro de IceCube del MIT. dijo APS Física. «Hemos luchado durante tanto tiempo para ver fuentes potenciales de neutrinos cósmicos con un significado muy alto y ahora hemos visto uno. Hemos roto una barrera».
Como ya informamos, neutrinos viajar cerca de la velocidad de la luz. El poema de John Updike de 1959, «chica cósmicarinde homenaje a las dos características más definitorias de los neutrinos: no tienen carga y, durante décadas, los físicos creyeron que no tenían masa (de hecho, tienen un poco de masa). Los neutrinos son la partícula subatómica más abundante en el universo. , pero rara vez interactúan con cualquier tipo de materia. Estamos constantemente siendo bombardeados cada segundo por millones de estas diminutas partículas, sin embargo, pasan junto a nosotros sin que nos demos cuenta. Es por eso que Isaac Asimov las denominó «partículas fantasma».
Nicolle R. Fuller, IceCube/NSF
Esta baja tasa de interacción hace que los neutrinos extremadamente difícil de detectar, pero debido a que son tan livianos, pueden escapar sin obstáculos (y por lo tanto prácticamente sin cambios) por colisiones con otras partículas de materia. Esto significa que pueden proporcionar pistas valiosas a los astrónomos sobre sistemas distantes, además de lo que se puede aprender de los telescopios en todo el espectro electromagnético, así como de las ondas gravitacionales. Juntas, estas diferentes fuentes de información han sido denominadas astronomía de «múltiples mensajeros».
La mayoría de los cazadores de neutrinos entierran sus experimentos bajo tierra, para anular mejor la interferencia ruidosa de otras fuentes. En el caso de IceCube, la colaboración presenta conjuntos de sensores ópticos del tamaño de una pelota de baloncesto enterrados en las profundidades del hielo de la Antártida. En las raras ocasiones en que un neutrino interactúa con el núcleo de un átomo en el hielo, la colisión produce partículas cargadas que emiten fotones UV y azules. Estos son recogidos por los sensores.
Por lo tanto, IceCube está bien posicionado para ayudar a los científicos a avanzar en su conocimiento del origen de los rayos cósmicos de alta energía. Cómo Natalie Wolchover convincentemente explicado en cuanto en 2021:
Un rayo cósmico es solo un núcleo atómico: un protón o un grupo de protones y neutrones. Sin embargo, los raros rayos cósmicos conocidos como de «ultra alta energía» tienen tanta energía como las pelotas de tenis servidas profesionalmente. Son millones de veces más energéticos que los protones que se mueven por el túnel circular del Gran Colisionador de Hadrones en Europa al 99,9999991 % de la velocidad de la luz. De hecho, el rayo cósmico más energético jamás detectado, conocido como la «partícula Oh-My-God», golpeó el cielo en 1991, yendo algo así como 99.99999999999999999999951 por ciento de la velocidad de la luz, dándole aproximadamente la energía de una pelota. fuera del hombro altura por un dedo del pie.
Pero, ¿dónde se originan estos poderosos rayos cósmicos? Una fuerte posibilidad es núcleos galácticos activos (AGNs), que se encuentran en los centros de algunas galaxias. Su energía surge de los agujeros negros supermasivos en el centro de la galaxia y/o de la rotación del agujero negro.
