Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. La publicación contribuyó con el artículo a Expert Voices: Op-Ed & Insights de Space.com.
Pablo Martínez Mirave es becario postdoctoral en Astrofísica Teórica de Partículas en el Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague.
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Sin embargo, lo que podemos ver con nuestros ojos, o incluso con potentes telescopios, cuando estas estrellas mueren, es sólo una pequeña fracción de la historia. Debido a que la mayor parte de la energía de una supernova es transportada por los neutrinos, estas son partículas casi invisibles a menudo llamadas “partículas fantasma” porque atraviesan casi todo a su paso.
Los científicos finalmente están a punto de ver a estos mensajeros fantasmales. Con la ayuda de un telescopio extremadamente potente enterrado en las profundidades de Japón, los astrónomos podrían vislumbrar estos “fantasmas” estelares y, con ellos, los restos de explosiones de estrellas que murieron hace ya 10 mil millones de años.
Partículas de antes del tiempo.
Y hay muchas posibilidades de que los científicos finalmente puedan ver estas partículas fantasma este año. Esto se debe en gran medida a que el telescopio Super-Kamiokande de Japón recibió una actualización, lo que mejora significativamente su capacidad para detectar neutrinos de supernova.
Para mí, como astrofísico de partículas, este sería probablemente uno de los logros científicos más apasionantes de mi vida. De hecho, significaría que podríamos ver partículas que se produjeron incluso antes de que existiera la Tierra, ya que el telescopio ahora es lo suficientemente sensible como para captar el débil “resplandor” de todas las estrellas en explosión en el universo.
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Todo esto es posible porque los neutrinos casi nunca interactúan con nada. No tienen carga eléctrica. De modo que pueden viajar por el espacio -e incluso a través de planetas enteros- sin ser absorbidos ni dispersados, por lo que casi nada puede detenerlos.
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De hecho, miles de millones de estas partículas fantasmales pasan a través de tu cuerpo cada segundo –y ni siquiera te das cuenta– y algunas de ellas han viajado durante más de 10 mil millones de años para llegar hasta aquí.
Cuando una estrella muere
Las grandes ideas generan grandes preguntas, y una de esas preguntas que los astrofísicos están tratando de resolver es qué queda después de la explosión de una estrella de este tipo.
¿El núcleo en colapso se convierte en un agujero negro? ¿O forma un tipo diferente de estrella conocida como estrella de neutrones, que luego se enfría lentamente con el tiempo? Una estrella de neutrones es un objeto increíblemente denso, de sólo 20 kilómetros (12 millas) de diámetro, aproximadamente del tamaño de una gran ciudad o aproximadamente de la longitud de Manhattan.
Si los científicos son capaces de detectar la señal combinada de todas las supernovas que han ocurrido alguna vez, estaríamos más cerca de poder responder estas preguntas. También nos permitiría estudiar la muerte de estrellas a lo largo de toda la historia del universo, utilizando partículas que han estado viajando hacia nosotros durante miles de millones de años sin detenerse jamás.
Las supernovas son raras en nuestra galaxia y ocurren solo una vez cada pocas décadas. Pero en todo el universo, una estrella masiva explota en una supernova aproximadamente una vez por segundo. Cuando explotan, liberan una enorme energía: sólo alrededor del 1% es luz visible, mientras que el 99% escapa en forma de neutrinos.
Aunque estos neutrinos son casi invisibles, contienen la historia de cada estrella que alguna vez ha explotado y ahora, por primera vez, es posible que podamos capturarlos.
Entonces, si en 2026 se produce la primera detección clara, marcará una nueva era en la astronomía. Por primera vez, no sólo observaremos las brillantes explosiones de estrellas cercanas, sino también la historia colectiva de todas las estrellas masivas que alguna vez vivieron y murieron.
Y todo comienza con un telescopio enterrado a gran profundidad en Japón, observando pacientemente el brillo tenue y fantasmal de las explosiones más antiguas del universo.