El análisis de neutrinos de IceCube sugiere una posible fuente galáctica de rayos cósmicos

Desde que el físico francés Pierre Auger propuso en 1939 que rayos cósmicos Debe transportar cantidades increíbles de energía, los científicos se han preguntado qué podría causar que estos poderosos grupos de protones y neutrones golpeen la atmósfera de la Tierra. Una forma posible de detectar tales fuentes es que los neutrinos cósmicos de alta energía viajaron a la Tierra porque fueron creados por rayos cósmicos que chocaron con materia o radiación, produciendo partículas que luego se descomponen en neutrinos y rayos gamma.

Científicos de vuelta Rectángulo de hielo El Observatorio de Neutrinos del Polo Sur analizó una década de tales detecciones de neutrinos y encontró evidencia de una galaxia activa llamada; Más desordenado 77 (también conocido como Squid Galaxy) es un fuerte candidato para uno de esos emisores de neutrinos de alta energía, nuevo papel publicado en la revista Science. Lleva a los astrofísicos un paso más cerca de desentrañar el misterio del origen de los rayos cósmicos de alta energía.

«Esta observación marca el comienzo de la posibilidad de hacer realmente 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, y ahora hemos visto una. Hemos roto la barrera».

cómo informamos anteriormente, neutrinos viajar cerca de la velocidad de la luz. Poema de 1959 de John Updike.bilis cósmica”, rinde homenaje a dos de las características más definitorias de los neutrinos. no tienen carga y durante décadas los físicos pensaron que no tenían masa (en realidad tienen un poco de masa). Pero muy rara vez interactúan con cualquier tipo de materia. Estamos constantemente bombardeados por millones de estas diminutas partículas cada segundo, pero pasan a través de nosotros sin que nos demos cuenta. Por eso Isaac Asimov las llamó «partículas fantasma».

Esa baja tasa de interacción produce neutrinos. extremadamente difícil de detectar, pero debido a que son tan livianos, pueden evitar colisiones con otras partículas de materia sin impedimentos (y, por lo tanto, en gran medida sin cambios). Esto significa que pueden proporcionar pistas valiosas a los astrónomos sobre sistemas distantes, que luego son amplificadas por telescopios en todo el espectro electromagnético, así como ondas gravitacionales. En conjunto, estas diferentes fuentes de información se han denominado astronomía «múltiple».

La mayoría de los cazadores de neutrinos entierran sus experimentos en lo profundo del suelo, lo mejor para cancelar la interferencia ruidosa de otras fuentes. En el caso de IceCube, la colaboración involucra conjuntos de sensores ópticos del tamaño de una pelota de baloncesto enterrados en las profundidades del hielo antártico. En el raro caso de que un neutrino que pasa interactúe con el núcleo de un átomo de hielo, la colisión produce partículas cargadas que emiten fotones ultravioleta y azul. Son captados por sensores.

Por lo tanto, IceCube está bien posicionado para ayudar a los científicos a avanzar en su conocimiento de los orígenes de los rayos cósmicos de alta energía. Mientras Natalie Wolchover persevera explicado en cuantos en 2021.

Un rayo cósmico es simplemente un núcleo atómico, un protón o un grupo de protones y neutrones. Sin embargo, los raros conocidos como rayos cósmicos de «ultra alta energía» tienen tanta energía como las pelotas de tenis servidas profesionalmente. Son millones de veces más energéticos que los protones que orbitan 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, llamado la partícula Oh My God, golpeó el cielo en 1991 a 99.999999999999999999999999951 por ciento de la velocidad de la luz, dándole aproximadamente la energía de una bala de una taza. altura en un dedo.

Pero, ¿de dónde vienen esos rayos cósmicos tan poderosos? Una fuerte posibilidad es que núcleos galácticos activos (AGNs), se han encontrado en el centro de algunas galaxias. Su energía proviene de agujeros negros supermasivos en el centro de la galaxia y/o del giro del agujero negro.