El neutrino más energético jamás observado –una partícula casi fantasma capaz de atravesar planetas enteros sin apenas interactuar con la materia– podría proceder de galaxias lejanas con agujeros negros gigantes. Así lo han propuesto ahora los científicos que investigan el evento detectado en 2023 en el fondo del mar Mediterráneo, tras analizar durante años la procedencia de esa partícula extraordinaria.

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El neutrino fue registrado por el telescopio submarino KM3NeT, instalado frente a la costa de Sicilia. Con una energía estimada en 220 petaelectronvoltios (PeV), superó con creces cualquier neutrino observado hasta entonces: unas 40.000 veces más potente que los neutrinos más energéticos procedentes del Sol, según los investigadores.

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El hallazgo ya había sorprendido a la comunidad científica cuando se anunció hace dos años. El detector ARCA del observatorio captó el paso de un muón –una partícula elemental similar al electrón pero con mayor masa– generado por la interacción de un neutrino cósmico en las proximidades del detector. El evento, denominado KM3-230213A, activó más de un tercio de los sensores del instrumento submarino.

“KM3NeT ha comenzado a explorar un rango de energías y sensibilidades donde los neutrinos detectados pueden provenir de fenómenos astrofísicos extremos. La detección de un neutrino de cientos de PeV abre una nueva ventana de observación en la astronomía de neutrinos”, explicó entonces Paschal Coyle, portavoz de la colaboración científica.

Galaxias con agujeros negros gigantes

Tras aquella primera detección, cientos de investigadores de distintas instituciones emprendieron una investigación para determinar el origen de la partícula. Los resultados, publicados ahora en la revista Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, apuntan como hipótesis más probable a los blázares, galaxias activas cuyos agujeros negros supermasivos lanzan chorros de energía en dirección a la Tierra.

Los científicos han reproducido en simulaciones informáticas distintos escenarios capaces de generar neutrinos de energía ultraalta y los han comparado con las observaciones reales. Entre ellos modelaron una “población” de blázares con parámetros ya conocidos en otras observaciones astrofísicas.

El resultado sugiere que estos objetos podrían ser una fuente plausible de neutrinos como el detectado en el Mediterráneo. Aun así, los investigadores subrayan que la hipótesis deberá confirmarse con nuevos datos.

Durante la investigación también se rastrearon señales de una explosión o evento concreto en el universo –en radio, rayos X o rayos gamma– que coincidiera con la llegada del neutrino, pero no se encontró ninguna correlación clara. Según las simulaciones, la partícula podría haberse originado no en una única explosión violenta, sino en la suma de numerosas fuentes más débiles asociadas a blázares lejanos.

Mensajeros del cosmos

Los neutrinos son una de las partículas más difíciles de estudiar. Carecen de carga eléctrica, apenas tienen masa y atraviesan la materia casi sin interactuar con ella, lo que los convierte en mensajeros privilegiados de los fenómenos más energéticos del universo.

“Los neutrinos son una de las partículas elementales más misteriosas. Son mensajeros cósmicos especiales, que nos proporcionan información única sobre los mecanismos involucrados en los fenómenos más energéticos y nos permiten explorar los confines más lejanos del universo”, explicó Rosa Coniglione, portavoz adjunta de KM3NeT en el momento de la detección.

Para captarlos se necesitan instrumentos gigantes como el observatorio submarino KM3NeT, desplegado a más de 3.500 metros de profundidad en el Mediterráneo. Su detector ARCA está dedicado a identificar neutrinos astrofísicos de alta energía, mientras que ORCA estudia sus propiedades fundamentales.

El evento detectado en 2023 sigue siendo, por ahora, el más energético registrado. La nueva investigación no cierra el enigma, pero apunta a un origen cosmológico coherente con lo que los científicos sospechaban: que el universo puede producir partículas mucho más poderosas de lo que se había observado hasta ahora.