Se capta una señal asociada a los neutrinos detectados en el Polo Sur

Una señal cósmica de fotones galácticos de alta energía puede dilucidar el origen de los neutrinos de alta energía registrados por el Observatorio IceCube en la estación Amundsen-Scott del Polo Sur.

El neutrino pasa a través de la materia donde otras partículas "se atascan". Por ejemplo, los neutrinos solares provienen de las profundidades del Sol y proporcionan información sobre las reacciones termonucleares en el núcleo solar. Los neutrinos de alta energía provienen de objetos extraterrestres desconocidos y proporcionan información que no está disponible por otros métodos de observación.

Investigadores de la National Research Nuclear University MEPhI junto con colegas de la Paris Diderot University (Francia), la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (Noruega), la Universidad de Ginebra (Suiza) encontraron un nuevo componente en el flujo de rayos gamma cuando se estudiaron los datos del telescopio de rayos gamma Fermi a altas energías (por encima de 300 GeV). El hallazgo se describe en Physical Review-D.

UNA FUENTE EN NUESTRA GALAXIA

"En energías superiores a 300 GeV, las señales de fuentes fuera de nuestra galaxia serán severamente reprimidas por la absorción de rayos gamma en el espacio intergaláctico. Al mismo tiempo, la radiación gamma prácticamente no se absorbe dentro de la galaxia. Por lo tanto, una fuente del nuevo componente debería estar en nuestra galaxia", dijo uno de los autores del estudio, el profesor de MEPhI Dmitry Semikoz.

Según el científico, el espectro del nuevo componente está en buena concordancia con el flujo de neutrinos anormalmente alto recientemente descubierto en el experimento IceCube. Dado que los neutrinos siempre se "producen" junto con la radiación gamma, que tiene un espectro similar, los científicos han asumido que ambos tienen un origen común.

"En esta investigación, propusimos dos modelos que explican todos los datos", dijo el profesor Semikoz. "En el primer modelo, la radiación de neutrinos y gamma se produce en una región cercana de la galaxia debido a la interacción de los rayos cósmicos. El segundo modelo, los neutrinos y los rayos gamma fueron producidos por la descomposición de la materia oscura en nuestra galaxia”.

Será posible determinar estos modelos por la heterogeneidad de la señal en estudios posteriores. Si la descomposición de la materia oscura es la fuente de la señal, la importancia de este estudio no se puede sobreestimar. Pero incluso en el caso de una fuente astrofísica cercana, por primera vez podemos tener la oportunidad de encontrar la fuente de los rayos cósmicos que producen la radiación observada de neutrinos y gamma.

Actualmente, se está construyendo un telescopio de neutrinos submarino "Gigaton Water Detector" con un volumen de un kilómetro cúbico en el fondo del lago Baikal en Rusia. Se planea que en 2020 el telescopio Baikal sea comparable en sensibilidad al experimento IceCube. Y el telescopio Baikal está incluso mejor adaptado para observar la parte central de nuestra galaxia que el IceCube, ya que está ubicado en el hemisferio norte (los investigadores de neutrinos en la Antártida observan partículas literalmente "a través de la Tierra".