Físicos proponen una nueva teoría sobre la producción de neutrinos tras obtener datos de la "Galaxia del Calamar"
Los científicos han propuesto una nueva forma de producir neutrinos, las partículas fundamentales que componen nuestro universo. Esto ha sido posible gracias a nuevos datos de la Galaxia del Calamar.
El neutrino es una partícula subatómica sin carga eléctrica y que interactúa con otras partículas únicamente a través de la gravedad y la fuerza nuclear débil. Se le conoce por sus características extremas: es extremadamente ligero, existe en enorme abundancia e interactúa con la materia de forma extremadamente débil. Y por eso se llama “partícula fantasma”.
Y físicos de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), la Universidad de Tokio y la Universidad de Osaka han propuesto una nueva forma de producir neutrinos. Esto sólo fue posible gracias a nuevos datos obtenidos de la Galaxia del Calamar.
La "Galaxia del Calamar" es el nombre informal que se le da a la galaxia espiral barrada Messier 77 (M77), también conocida como NGC 1068. El apodo de "Calamar" proviene de su estructura filamentosa que se extiende y se curva alrededor del disco de la galaxia, asemejándose a los tentáculos de un calamar.
Neutrinos energéticos de la Galaxia del Calamar
Primero, expliquemos cómo se obtuvo la información. Debajo del hielo antártico hay un conjunto de 5.160 sensores enterrados en 1 kilómetro cúbico de hielo que pueden ver neutrinos. Este conjunto se denomina IceCube Neutrino Observatory y busca eventos que pueden producirse cuando los neutrinos pasan a través del hielo, interactúan con él y crean partículas cargadas.
Estos sensores detectaron una señal de neutrinos notablemente fuerte acompañada de una emisión de rayos gamma sorprendentemente débil en la galaxia del Calamar, lo que sugiere que estos neutrinos pueden haberse producido de una manera diferente a la que se pensaba anteriormente.
Los físicos de la UCLA utilizaron estas observaciones de la galaxia para proponer una forma completamente nueva de producir neutrinos.
¿Y por qué esto desconcierta a los científicos?
Hasta entonces, se sabía que los neutrinos energéticos de los centros galácticos se originan a partir de interacciones entre protones y fotones, generando rayos gamma de igual intensidad, es decir, los neutrinos con mucha energía generalmente están emparejados con rayos gamma de mucha energía también.
Y la emisión de rayos gamma de la galaxia del Calamar es significativamente menor de lo esperado y exhibe una forma espectral claramente diferente.
¿Qué explicación dan los científicos?
Los físicos sugieren que los neutrinos de alta energía de la Galaxia del Calamar son el resultado de la desintegración de neutrones cuando los núcleos de helio en el chorro de la galaxia son alterados por una intensa radiación ultravioleta.
Cuando los núcleos de helio chocan con los fotones ultravioleta emitidos por la región central de la galaxia, se fragmentan y liberan neutrones que luego se desintegran en neutrinos.
Además, los electrones generados por las desintegraciones nucleares interactúan con la radiación circundante, creando rayos gamma consistentes con la intensidad más baja observada. Esto explica por qué la señal de neutrinos supera dramáticamente la emisión de rayos gamma y es responsable del espectro de energía distintivo observado en los neutrinos y los rayos gamma.
Koichiro Yasuda de la UCLA y autor principal del estudio comentó en un comunicado que el helio es el origen más probable de los neutrinos que observaron en la galaxia del Calamar. En conclusión, este estudio revela la existencia de fuentes astrofísicas ocultas de neutrinos, cuyas señales pueden haber pasado desapercibidas debido a sus débiles firmas de rayos gamma.
“Esta idea ofrece una nueva perspectiva que va más allá de los modelos tradicionales de la corona. La Galaxia del Calamar es solo una de las muchas galaxias similares en el universo, y futuras detecciones de neutrinos en ellas ayudarán a poner a prueba nuestra teoría y a descubrir el origen de estas misteriosas partículas [neutrinos]”, afirmó Yoshiyuki Inoue, profesor de astrofísica de la Universidad de Osaka y coautor del estudio.
Referencias de la noticia:
The Squid Galaxy’s neutrino game just leveled up. 07 de maio, 2025. Holly Ober.
Neutrinos and Gamma Rays from Beta Decays in an Active Galactic Nucleus NGC 1068 Jet. 18 de abril, 2025. Yasuda, et al.