Un potente reflector ilumina una niebla espesa. El haz en sí no se ve, pero la niebla comienza a brillar débilmente, delatando la presencia del reflector. Un principio similar funciona con los neutrinos: partículas casi esquivas que nacen cuando protones rápidos provenientes de galaxias lejanas chocan contra la omnipresente radiación cósmica de fondo (el débil fondo de microondas que quedó tras el Big Bang).
Recientemente, el telescopio James Webb miró hacia el universo temprano y encontró allí una cantidad inesperadamente grande de núcleos galácticos brillantes. Son faros cósmicos: lugares donde la materia cae hacia agujeros negros supermasivos. Los autores del nuevo trabajo plantearon la hipótesis de que, si estos faros expulsan protones con energías de hasta diez mil millones de millones de electronvoltios, en su camino hacia nosotros a través de la niebla de la radiación cósmica de fondo debería generarse una cantidad notable de neutrinos. Los cálculos mostraron una "joroba" característica en el flujo de neutrinos a una energía de unos 50 PeV (petaelectronvoltios). Como si el reflector dejara una mancha de brillo específico en la niebla.
Los datos actuales del observatorio de neutrinos IceCube (un detector gigante en los hielos de la Antártida) ya muestran una señal similar. Eso sí, por ahora no se puede afirmar con certeza de dónde proviene. Si futuras observaciones confirman esta joroba de 50 PeV y muestran que los neutrinos llegan de direcciones específicas, sería una prueba directa del funcionamiento de antiguos aceleradores de partículas. Así podríamos escuchar el eco de los procesos que rugían cuando el universo tenía menos de mil millones de años.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2604.14535
The James Webb Space Telescope (JWST) revealed a large population of active galactic nuclei (AGN) with redshifts greater than five. We show that if they emit ultrahigh-energy protons with energies up to $$\lesssim 10^{19}$$ eV, the cosmogenic neutrino production in the high-redshift CMB field yields a neutrino flux with a bump at around 50 PeV. This flux is potentially consistent with the current neutrino intensity estimate by the IceCube Neutrino Observatory within the parameter space allowed from the AGN luminosity and number density estimates by JWST. Future neutrino observations that confirm the 50-PeV bump and constrain the small-scale anisotropy will infer ultra-high energy cosmic-ray emissions in the early universe.
El observatorio de neutrinos IceCube utiliza un kilómetro cúbico de hielo antártico como detector. Cuando un neutrino choca con una molécula de agua, se produce un destello de luz débil que es captado por miles de sensores incrustados en el hielo.
En la novela 'Contacto' de Carl Sagan, la señal de una civilización extraterrestre se detecta precisamente gracias a detectores de neutrinos, lo que resuena con la idea de usar neutrinos como 'mensajeros' de rincones lejanos del cosmos.