Partícula fantasma rastreada hasta una galaxia con formación estelar a 11 mil millones de años luz

Los astrónomos han vinculado un neutrino de alta energía detectado por el Observatorio IceCube en la Antártida con una galaxia distante y llena de polvo a 11 mil millones de años luz de distancia, un hallazgo que desafía las suposiciones largamente sostenidas sobre el origen de las partículas más esquivas del universo.

Una partícula fantasma encuentra un hogar

En un estudio publicado el 17 de junio en Nature Astronomy, un equipo internacional dirigido por Yuji Urata de MITOS Science Co. en Taiwán identificó una galaxia extremadamente luminosa catalogada como JCMT0402−0424, apodada "Shadow Blaster", como una posible fuente para una de las detecciones de neutrinos de alta energía de IceCube. La galaxia, ubicada en el mediodía cósmico —la época hace aproximadamente 11 mil millones de años cuando la formación estelar del universo alcanzó su punto máximo— brilla con billones de veces la luminosidad del sol en el infrarrojo.phys+1

Utilizando el telescopio Gemini North en Maunakea, Hawái, seguido de observaciones con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), los investigadores determinaron que la inmensa producción de energía de la galaxia es impulsada completamente por una intensa formación estelar. Fundamentalmente, el equipo no encontró evidencia de un núcleo galáctico activo —un agujero negro supermasivo en proceso de alimentación— que impulse el sistema.nao+1

La formación estelar como acelerador cósmico

El hallazgo cambia la visión predominante de que los neutrinos de alta energía deben provenir de entornos alrededor de agujeros negros activos. Resultados anteriores de IceCube habían señalado a galaxias activas como NGC 1068 como fuentes de neutrinos. Shadow Blaster sugiere un mecanismo diferente: los procesos violentos del nacimiento de estrellas por sí solos —supernovas, vientos estelares y ondas de choque que atraviesan gas denso— pueden acelerar los rayos cósmicos a energías lo suficientemente altas como para producir neutrinos.attheu.utah+2

"Si se confirma, Shadow Blaster sería la primera galaxia polvorienta con formación estelar vinculada directamente a un evento de neutrinos de alta energía", señalaron los investigadores.courthousenews

Implicaciones para el fondo de neutrinos

El equipo estima que las galaxias compactas y ricas en gas con brotes estelares como Shadow Blaster podrían representar aproximadamente el 20 por ciento del fondo difuso de neutrinos de alta energía que IceCube ha medido bañando la Tierra desde todas las direcciones. Esto conecta la producción de neutrinos con la época pico de formación estelar cósmica, abriendo lo que los autores describen como una nueva vía para investigar la evolución de las galaxias utilizando la astronomía de neutrinos.nature+2

El resultado fue anunciado conjuntamente por NOIRLab, que opera Gemini North, y el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, que coopera en ALMA.nao+1