La partícula fantasma más poderosa de IceCube provenía de una fábrica de estrellas oculta por el polvo

Un neutrino puede atravesar un año luz de plomo sin tocar un solo átomo. Cuando uno llega a IceCube —el detector de un kilómetro cúbico enterrado en el hielo antártico del Polo Sur— deja un tenue destello azul que dura nanosegundos, suficiente para registrar su dirección y energía. El 22 de septiembre de 2021, el que llegó portaba 750 billones de electronvoltios. Eso es aproximadamente cien mil millones de veces la energía de un fotón de luz visible, y muy por encima de lo que cualquier acelerador de partículas en la Tierra puede producir.

El destello apuntaba hacia la constelación de Eridanus. Varios equipos de investigación dirigieron inmediatamente sus telescopios hacia la misma zona del cielo y buscaron rayos gamma, rayos X, luz óptica —el kit de seguimiento habitual cuando IceCube capta algo extremo. No encontraron nada. Sin blázar. Sin agujero negro activo, sin cuásar, sin fuente identificada de ningún tipo. El cielo parecía vacío.

El neutrino fue catalogado como IC 210922A y archivado. No tuvo un origen confirmado durante casi cuatro años.

La galaxia que todos los telescopios pasaron por alto

Yuji Urata, de MITOS Science en Taiwán, tenía una idea diferente sobre qué buscar. Los neutrinos atraviesan el polvo —atraviesan casi todo. Pero la luz no. Si la fuente del neutrino estaba enterrada dentro de una nube de gas y polvo lo suficientemente densa, todos los telescopios ópticos y de rayos X la pasarían por alto. La solución era un telescopio que usara longitudes de onda que penetran el polvo: la radio.

El equipo de Urata apuntó ALMA —el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array en Chile— hacia la misma región del cielo. Lo que encontraron fue JCMT0402−0424, una galaxia que había sido invisible para todas las demás búsquedas. Su apodo se convirtió rápidamente en Shadow Blaster.

Shadow Blaster se encuentra a un corrimiento al rojo de 2,988. Su luz partió hace 11 mil millones de años, cuando el universo tenía aproximadamente 2,8 mil millones de años —una era que los astrónomos llaman mediodía cósmico, cuando las galaxias de todo el universo estaban ensamblando estrellas a la tasa más alta de la historia cósmica. Shadow Blaster lo hacía con particular ferocidad, generando cientos de masas solares de nuevas estrellas cada año dentro de un núcleo compacto de solo 1.700 años luz de ancho. Una galaxia en primer plano actúa como lente gravitacional, curvando el espacio lo suficiente para crear múltiples imágenes brillantes de Shadow Blaster y permitiendo que ALMA reconstruya su estructura interna con un detalle que de otro modo sería imposible a esta distancia.

La probabilidad de que Shadow Blaster aparezca en la región de localización de IceCube por azar es del 1% o menor.

Estrellas, no agujeros negros

La teoría dominante sobre el origen de los neutrinos más energéticos de IceCube apuntaba a los blázares: galaxias cuyos agujeros negros supermasivos están apuntados directamente hacia la Tierra con potentes chorros de material acelerado, bombeando una energía enorme al espacio. La lógica se sostenía: cualquier cosa que generara partículas de 750 billones de electronvoltios necesitaba una fuente extrema, y nada parecía más extremo que un agujero negro consumiendo material a máxima eficiencia.

Shadow Blaster no tiene ningún agujero negro activo detectado. Su energía proviene de estrellas —o más precisamente, de las consecuencias de que las estrellas mueran y nazcan a tasas extraordinarias. En regiones densas de formación estelar, las ondas de choque de supernovas aceleran protones y núcleos más pesados hasta velocidades cercanas a la luz. Cuando esos rayos cósmicos chocan contra el gas circundante, la cascada de colisiones produce piones que se desintegran en neutrinos. Cuanto más denso y compacto es el depósito de gas, más colisiones ocurren y más neutrinos escapan.

La teoría de que las galaxias compactas de estallido estelar podrían ser fuentes importantes de neutrinos había existido en artículos teóricos durante décadas. Shadow Blaster es la primera galaxia individual que convierte eso en una detección física, no en una predicción.

Urata dijo que Shadow Blaster «posee el tipo de entorno denso y rico en gas que los modelos teóricos han sugerido durante mucho tiempo que podría producir eficientemente neutrinos de alta energía». Martin Still, de la National Science Foundation, al comentar el resultado, destacó la astronomía multimensajero —combinar señales de diferentes tipos de observatorios— como una forma de abrir «un detalle sin precedentes» que ningún telescopio por sí solo podría lograr.

Las estrellas podrían explicar una quinta parte de la niebla de neutrinos de IceCube

IceCube no solo capta eventos individuales de alta energía. También mide un fondo difuso de neutrinos que llegan desde todas direcciones —una niebla constante de partículas fantasma procedentes de fuentes repartidas por todo el universo observable. Este fondo ha sido uno de los persistentes enigmas de la astrofísica de altas energías: demasiado grande para ser explicado solo por blázares, pero los contribuyentes adicionales no estaban identificados.

El equipo de Urata estima que las galaxias del tipo de Shadow Blaster —estallidos estelares compactos y oscurecidos por polvo en el mediodía cósmico— podrían representar entre el 15 y el 20% de ese fondo difuso de neutrinos. El mediodía cósmico fue cuando este tipo de galaxia era más común, y la mayoría estaban ocultas tras polvo que las hacía invisibles para los sondeos del cielo que precedieron a ALMA. La población completa nunca se contó adecuadamente.

Si la estimación de contribución se mantiene, encontrar galaxias del tipo Shadow Blaster podría explicar una fracción sustancial de la señal que IceCube ha estado acumulando sin explicación durante más de una década.

Un solo dato no es aún un descubrimiento

Un solo dato no es un descubrimiento. IC 210922A es un evento único. La probabilidad de coincidencia del 1% está por debajo del umbral en el que los físicos pueden declarar una asociación confirmada —la colaboración IceCube normalmente requiere múltiples eventos correlacionados de la misma dirección antes de reclamar una fuente identificada. Shadow Blaster es un candidato convincente, y la probabilidad es sólida, pero no ha llegado un segundo neutrino de la misma dirección.

El mecanismo dentro de Shadow Blaster también se infiere, no se observa directamente. El caso se basa en las propiedades de su entorno —compacto, denso, rico en gas, alta tasa de supernovas— más que en detectar las interacciones de partículas específicas que produjeron la energía de este neutrino. Exactamente qué parte de la galaxia lo generó, y a través de qué secuencia de colisiones, aún no puede determinarse.

La contribución del 15–20% al fondo de IceCube conlleva una incertidumbre significativa. Depende del número de galaxias similares que existan en el mediodía cósmico, de la eficiencia con que sus interiores convierten la energía de formación estelar en neutrinos y de cuán representativa sea Shadow Blaster de la población. Se necesitan más asociaciones confirmadas para acotar el cálculo.

Preguntas frecuentes sobre Shadow Blaster e IceCube

¿Qué es un neutrino y por qué es tan difícil rastrearlo hasta su fuente?

Un neutrino es una partícula subatómica con casi nada de masa y sin carga eléctrica. Interactúa con la materia ordinaria tan raramente que billones de ellos atraviesan tu cuerpo cada segundo sin dejar rastro. IceCube capta los raros casos en que uno interactúa con un átomo en el hielo, pero incluso entonces la dirección registrada tiene una incertidumbre angular de uno a varios grados —una gran zona del cielo. Dentro de esa zona, puede aparecer cualquier número de objetos.

¿Por qué se tardó cuatro años en identificar Shadow Blaster?

Porque las búsquedas de seguimiento normales para eventos de IceCube usan telescopios ópticos, de rayos X y de rayos gamma —ninguno de los cuales puede ver a través del polvo. El denso envoltorio de polvo de Shadow Blaster absorbía toda esa luz antes de que pudiera escapar de la galaxia. ALMA opera en longitudes de onda de radio y submilimétricas que penetran el polvo, pero una búsqueda dedicada de ALMA dirigida a objetos oscurecidos por polvo en las coordenadas del neutrino requirió que el equipo de Urata tomara la decisión deliberada de buscar lo que otras búsquedas habían pasado por alto.

¿Qué es el mediodía cósmico?

El período, hace aproximadamente 10 mil millones de años, cuando la tasa global de formación estelar del universo alcanzó su pico histórico. Las galaxias de esa época aún no habían consumido sus depósitos de gas, y muchas estaban formando estrellas a tasas que hoy se considerarían violentas. La mayoría de esas galaxias estaban oscurecidas por el polvo que su propia formación estelar producía —lo que convierte las observaciones de radio de ALMA en la herramienta principal para estudiarlas.

¿Podrían las galaxias de estallido estelar polvorientas explicar todo el fondo de neutrinos de IceCube?

Probablemente no. La estimación actual es del 15–20% —una fracción significativa, pero la mayor parte del fondo probablemente proviene de múltiples poblaciones de fuentes actuando juntas: blázares, ciertas supernovas, estallidos de rayos gamma y galaxias de estallido estelar. Encontrar más fuentes individuales confirmadas es la única manera de precisar las fracciones.

¿Qué ocurre a continuación en esta línea de investigación?

La colaboración IceCube está ampliando sus búsquedas para cruzar eventos de alta energía con sondeos de ALMA de galaxias de estallido estelar polvorientas. La próxima generación de IceCube (IceCube-Gen2), actualmente en diseño, expandirá el detector y mejorará la resolución direccional, reduciendo la zona del cielo que debe buscarse tras cada evento. Los investigadores también planean campañas de seguimiento rápido con ALMA para el próximo lote de neutrinos de energía extrema.

Publicada en Nature Astronomy en junio de 2026, la detección de Shadow Blaster abre un nuevo capítulo en la astronomía multimensajero: las partículas fantasma más energéticas del universo no se generan solo en agujeros negros. Algunas provienen de los lugares donde las estrellas nacen tan rápido, y mueren tan violentamente, que el gas entre ellas se enciende.

Referencia: Urata et al., «Compact dusty starbursts at cosmic noon linked to high-energy neutrinos,» Nature Astronomy, 2026. DOI: 10.1038/s41550-026-02884-9

Etiquetas: astronomia, ALMA, IceCube, multi-messenger astronomy, neutrino, Shadow Blaster