Captan la primera imagen de la Vía Láctea mediante neutrinos, las 'partículas fantasma' del universo

Las nuevas tecnologías han dotado a los astrónomos de nuevas maneras de escrutar el universo y obtener información oculta al ojo desnudo. De la luz visible de las estrellas a las radiofrecuencias que permiten determinar la composición de los exoplanetas, la detección de diferentes formas de radiación y partículas aporta un conocimiento cada vez más profundo del cosmos. Ahora, un nuevo hito nos permite contemplar la primera 'fotografía' de nuestra galaxia, la Vía Láctea, vista a través de los neutrinos, las conocidas como 'partículas fantasma' que atraviesan la Tierra sin ser detectadas.

El hallazgo es fruto de una colaboración entre investigadores que han usado el Observatorio de Neutrinos IceCube, situado en la base polar Amundsen–Scott en la Antártida. Este gigantesco observatorio puede detectar las sutiles señales producidas por la alta energía de los neutrinos precedentes del espacio mediante una red de miles de sensores conectados y enterrados a profundidades de un kilómetro cúbico bajo el hielo. Los resultados, presentados en la universidad de Drexel, se publican en la revista Science. 

"IceCube vuelve a sorprender exprimiendo inteligentemente sus datos para proporcionar un nuevo descubrimiento: la primera evidencia de neutrinos de alta energía provenientes de nuestra galaxia", celebra Carlos Pobes, investigador posdoctoral del grupo Q-MAD en el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA), en declaraciones a Science Media Centre.

[El sorprendente telescopio formado por 6.000 esferas sumergidas en el mar a 3,5 kilómetros de profundidad]

Según explica Pobes, IceCube había logrado ya identificar las primeras fuentes de neutrinos de muy alta energía: se trata de los "agujeros negros supermasivos en el interior de galaxias lejanas (los conocidos como blázares) que emiten neutrinos por encima de 100 TeV, donde la señal puede ser distinguida con cierta seguridad del fondo que producen los muones y neutrinos atmosféricos". Sin embargo, las fuentes galácticas de neutrinos emiten en rangos de energía 100 veces menores, y son difíciles de detectar incluso para los sensibles sistemas polares.  

Los investigadores desarrollaron un algoritmo de machine learning capaz de detectar la aparición de los indicios de neutrinos de origen galácticos, que aparecían en los sensores como una cascada de "pompones de luz" según la profesora Kurahashi Neilson. El algoritmo desarrollado por su equipo logró detectar hasta 60.000 de estas cascadas y comparar los datos entre ellas. Eso les permitió localizar, tras dos años de meticuloso contraste, los 'puntos brillantes' de la galaxia en los que parecían originarse estas partículas. 

Imagen de la Vía Láctea a partir de luz visible (arriba) y a partir de neutrinos (abajo). IceCube Collaboration/U.S. National Science Foundation (Lily Le & Shawn Johnson)/ESO (S. Brunier)

"Cabe recordar que, por su ubicación, y aunque pueda parecer paradójico, IceCube es más sensible al cielo del hemisferio norte que al del sur donde se sitúa el centro de nuestra galaxia", apunta el investigador del INMA. Así, estos puntos detectados en la Vía Láctea correspondían a emisiones de rayos gamma producidos por la colisión entre rayos cósmicos y gases interesterales, pero son más comunes en el centro de la galaxia. Este fenómeno también sería la fuente de los neutrinos galácticos según los investigadores. 

"La detección corresponde a lo que se conoce como emisión difusa, es decir, neutrinos generados por la desintegración de rayos cósmicos galácticos de procedencia incierta al haber sido deflectados por los campos magnéticos de la galaxia. La colaboración ha realizado también una búsqueda de fuentes concretas para estos neutrinos, pero sus resultados, a pesar de algún débil indicio, no son concluyentes al respecto. Tampoco ha sido posible establecer cuál de los modelos considerados está operando en nuestra galaxia", señala Pobes. 

"La principal contribución sigue siendo la atmosférica, pero se confirma la necesidad de incluir neutrinos procedentes de nuestra galaxia para poder explicar los datos, un resultado totalmente novedoso y de gran relevancia", apunta. "En espera de la construcción de IceCube-Gen2 (la futura ampliación del telescopio) o la puesta en marcha de KM3NeT (telescopio similar en el Mediterráneo, que tendrá una mayor sensibilidad en la dirección del centro de nuestra galaxia), la colaboración sigue proporcionando resultados de primera calidad que van a ayudar a entender los objetos y fenómenos más violentos del universo".