Tras 14 años de escucha, Super-Kamiokande oye el susurro de cada supernova que jamás explotó
Imagen destacada: El interior del detector Super-Kamiokande, mostrando 50.000 toneladas de agua ultrapura revestidas con tubos fotomultiplicadores; crédito: Kamioka Observatory, ICRR, The University of Tokyo
En las profundidades de una montaña en Japón, un tanque de 50.000 toneladas de agua ultrapura ha detectado algo que ningún instrumento creado por el ser humano había captado antes: el susurro colectivo de cada estrella masiva que ha muerto en una supernova durante los últimos 13.000 millones de años.
El experimento Super-Kamiokande, enterrado a 1.000 metros bajo tierra en el Observatorio Kamioka, ha identificado lo que parece ser la primera señal del Fondo Difuso de Neutrinos de Supernova (DSNB) tras analizar 14 años de datos de observación. El resultado se presentó el 25 de junio en la conferencia Neutrino 2026 en la Universidad de California, Irvine.
Los neutrinos son las segundas partículas más abundantes del universo, pero apenas interactúan con la materia ordinaria. Estas “partículas fantasma” sin carga y con masa casi nula viajan por el espacio a casi la velocidad de la luz, con unos 100 billones atravesando cada cuerpo humano cada segundo. Solo alrededor de un neutrino interactuará con la materia durante el transcurso de una vida promedio.
Mil millones de años de muertes estelares
Las supernovas de colapso del núcleo ocurren cuando estrellas mucho más masivas que el Sol agotan su combustible nuclear y sus núcleos colapsan repentinamente, desencadenando una onda de choque que desgarra las capas exteriores. Cada una de estas explosiones supera brevemente en brillo a una galaxia entera y deja tras de sí una estrella de neutrones o un agujero negro. De manera crucial, estos eventos también liberan un torrente de neutrinos que se llevan la mayor parte de la energía de la explosión.
El DSNB es el flujo acumulado de neutrinos de cada supernova de colapso del núcleo que ha ocurrido en el universo observable desde que se formaron las primeras estrellas. Las supernovas ocurren varias veces por segundo en algún lugar del cosmos, por lo que el fondo es continuo. Pero también es increíblemente tenue, razón por la cual los investigadores lo llaman un susurro en lugar de un grito.
“El Fondo Difuso de Neutrinos de Supernova ha sido un objetivo largamente acariciado desde el inicio del proyecto Super-Kamiokande”, dijo Hiroyuki Sekiya de la Universidad de Tokio. “Observar la primera indicación mundial del mismo es un logro profundamente significativo.”
La detección funciona mediante la radiación Cherenkov: cuando un neutrino interactúa ocasionalmente con una molécula de agua, produce un destello tenue de luz azul que los 13.000 tubos fotomultiplicadores del tanque pueden registrar. Durante 14 años, el equipo acumuló suficientes de estos eventos para separar estadísticamente la señal del DSNB del ruido de fondo.
Lo que nos dicen los susurros
La detección confirma que los investigadores ahora pueden estudiar la historia integrada de las muertes estelares a lo largo del tiempo cósmico. El DSNB transporta información sobre la tasa de supernovas, los tipos de estrellas que las producen y los entornos en los que ocurren. También ayuda a los científicos a comprender cómo el universo se enriqueció con elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, los metales forjados en explosiones estelares y dispersados por las galaxias.
La señal actual se encuentra todavía en el umbral de significación estadística, y el equipo advierte que la confirmación total requerirá más datos. El trabajo futuro combinará las observaciones en curso de Super-Kamiokande con su sucesor, Hyper-Kamiokande, un detector mucho más grande actualmente en construcción en Japón.
“Super-Kamiokande continuará tomando datos junto con su detector sucesor, Hyper-Kamiokande, para mejorar aún más la sensibilidad en futuros estudios colaborativos”, dijo Yosuke Ashida de la Universidad de Tohoku.
Por ahora, la humanidad ha escuchado el zumbido fantasmal de 13.000 millones de años de violencia estelar, y es exactamente tan tenue como la física predijo.
Traducido por Alessandra