Nuevas investigaciones sugieren que las galaxias tempranas podrían emitir neutrinos hacia nosotros

Poco después de entrar en funcionamiento, el telescopio espacial James Webb dirigió su óptica infrarroja hacia el universo temprano y detectó una abundancia de pequeños objetos rojos. Estos resultaron ser galaxias de alto corrimiento al rojo que existieron entre 0,6 y 1,6 mil millones de años después del Big Bang. Los investigadores teorizan que algunos de estos objetos, apodados "puntos rojos pequeños", albergaban agujeros negros supermasivos en crecimiento, lo que los convertiría en cuásares tempranos.

Según un nuevo estudio dirigido por Riku Kuze, estudiante de doctorado del Instituto Yukawa de Física Teórica, en colaboración con investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania, la Universidad de Tohoku y la Universidad de Pekín, estos agujeros negros estarían inmersos en envolturas gaseosas densas. Ese entorno sería propicio para producir neutrinos de alta energía, partículas elementales eléctricamente neutras que se generan cuando partículas energéticas como los protones chocan con fotones o materia. Si la hipótesis es correcta, esos neutrinos serían detectables hoy tras un viaje de aproximadamente 13 mil millones de años.

El equipo utilizó la luminosidad y la densidad numérica de los puntos rojos para estimar su contribución al fondo de neutrinos de todo el cielo. Mediante cálculos numéricos que evaluaron el espectro de neutrinos producido por estos objetos, concluyeron que podrían generar neutrinos de alta energía mientras suprimen los rayos gamma. Esto resulta relevante porque las mismas fuentes que producen neutrinos de alta energía también producen rayos gamma, pero no siempre; de lo contrario, el fondo de rayos gamma sería mucho más intenso. Por lo tanto, la fuente del fondo de neutrinos debe ser objetos ocultos de los que los rayos gamma no puedan escapar fácilmente.

Kuze explicó que, en el escenario considerado, se espera que existan abundantes fotones y gas denso alrededor del agujero negro central de un punto rojo pequeño, lo que permitiría colisiones eficientes. Aunque es difícil observar los objetos individuales directamente, el estudio es significativo porque demuestra por primera vez que, dada su abundancia, estas pequeñas galaxias rojas podrían explicar parte de los neutrinos de alta energía observados. El siguiente paso será estimar la proporción de distintos "sabores" de neutrinos e investigar las condiciones en las que los chorros quedaron ocultos dentro de las envolturas gaseosas.