La Via Làctia vista com mai gràcies als telescopis instal·lats sota el gel de l'Antàrtida

Un grup d'astrònoms ha trobat una nova lent per observar l'univers que no està basada en la radiació de la llum o les ones de ràdio, sinó en els neutrins, unes partícules còsmiques minúscules i d'alta energia conegudes com a "fantasmals" perquè són molt difícils de detectar.

Són extremadament vaporoses, poden travessar qualsevol tipus de matèria sense canviar i viatjar pels entorns més extrems --com ara estrelles, planetes i galàxies senceres--, però fins ara eren molt difícils de detectar perquè gairebé no tenen massa i sovint no interactuen amb el seu entorn, excepte amb el gel.

Per això, un grup internacional de científics ha viatjat fins a l'Antàrtida per trobar neutrins i rastrejar-los fins als seus orígens, a través de telescopis incrustats sota la capa de gel més gran de la terra.

L'experiment ha permès captar una imatge de la nostra galàxia com no l'havíem vista mai i des d'una nova perspectiva, basada en partícules de matèria, més que en energia.

El poder d'unir l'IceCube i els avenços en anàlisi de dades

Segons expliquen els autors de l'estudi publicat aquest dijous a la revista Science, el neutrins d'alta energia van ser detectats per l'IceCube, l'Observatori de neutrins de la National Science Foundation que hi ha a l'estació Amundsen-Scott del pol sud.

Aquest detector únic engloba un quilòmetre cúbic de gel antàrtic profund equipat amb més de 5.000 sensors de llum. L'IceCube ha buscat i seguit signes de neutrins d'alta energia originats a la nostra galàxia i més enllà, fins als confins més llunyans de l'univers, segons ha explicat Francis Halzen, professor de física a la Universitat de Wisconsin-Madison i investigador principal de l'IceCube.

Un cop detectats aquests neutrins, se n'ha traçat l'origen gràcies als avenços en l'anàlisi de dades, com ha explicat la directora de la Divisió de Física de l'NSF, Denise Caldwell:

"Les capacitats que ofereix el detector de l'IceCube, que és molt sensible, juntament amb noves eines d'anàlisi de dades, ens han donat una visió completament nova de la nostra galàxia, una que només s'havia insinuat abans."

"A mesura que aquestes capacitats es continuen perfeccionant", continua Denis Caldwell, "podem esperar veure com aquesta imatge emergeix amb una resolució cada cop més gran, potencialment revelant característiques ocultes de la nostra galàxia mai vistes per la humanitat."

Dades emmagatzemades durant més de 10 anys

Es desconeix l'origen dels raigs còsmics d'alta energia, nuclis atòmics que impacten contínuament en l'atmosfera terrestre. Segons expliquen els autors de l'estudi, els raigs còsmics produïts a la Via Làctia arriben a la Terra des de direccions aleatòries a causa de la desviació dels camps magnètics interestel·lars pel gas o la pols.

Tot i així, aquests raigs còsmics interaccionen amb la matèria propera a les seves fonts i, en propagar-se, produeixen neutrins d'alta energia, que sí que es poden rastrejar perquè viatgen en línia recta. Aquests neutrins tenen energies d'entre milions i milers de milions de vegades superiors a les produïdes per les reaccions de fusió que alimenten les estrelles.

Segons Luigi Antonio Fusco, professor del Departament de Física de la Universitat de Salern i un dels portaveus de l'estudi, l'anàlisi de dades emmagatzemades durant més de 10 anys ha permès trobar proves sòlides de l'emissió d'aquests neutrins d'alta energia a la Via Làctia:

"Hem buscat l'emissió de neutrins mitjançant tècniques d'aprenentatge automàtic aplicades a 10 anys de dades de l'Observatori de neutrins IceCube. En comparar models d'emissió difusa amb una hipòtesi només de fons, vam identificar l'emissió de neutrins del pla galàctic. El senyal és coherent amb l'emissió difusa de neutrins de la Via Làctia, però també podria sorgir d'una població de fonts puntuals no resoltes."

La "nova imatge còsmica" obtinguda en aquest estudi dona "una nova perspectiva" sobre l'origen i la composició de la nostra galàxia, com es mostra en aquest vídeo:

El següent pas, afegeix Ignacio Taboada, professor de física a l'Institut Tecnològic de Geòrgia, "és identificar fonts específiques de neutrins dins de la galàxia." I és que l'estudi, tot i trobar "proves sòlides" d'aquests neutrins, no ha arribat encara a identificar-ne l'origen.