Tomaron una foto del Sol de noche a través de la Tierra

22/12/2020
Publicado por: Carlos Alemán

A pocos días de terminar el 2020, y el suplicio que ha representado, estamos emocionados por la conjunción de Júpiter y Saturno. Tomamos fotografías de los cuerpos celestes con nuestros smartphones o con nuestros telescopios si somos afortunados. Sin embargo, lo de esta nota supera por mucho cualquier fotografía amateur. Hablamos de las grandes ligas, de las estelares, pues un equipo de Japón logró fotografiar al Sol de noche. Y no, no es que el Sol se apague durante la noche para dejarnos dormir, sino que estos científicos le tomaron una foto del sol a través de la Tierra. 

La fotografía resultante, a pesar de su baja calidad, es capaz de dejarnos con la boca abierta. No sabemos en qué momento se les ocurrió fotografiar nuestro sol a través de la masa terrestre. Tampoco imaginamos que lo lograrían porque, bueno, hay un planeta entero entre la cámara y el sol. Pero la ciencia tiene una gran peculiaridad y es que todo lo puede explicar si les das suficiente tiempo. Esta fotografía tardó 500 días en lograrse, más o menos el mismo tiempo que duraron Tom y Summer.

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¿Neutrografía del sol?

Técnicamente esto no es una fotografía, porque no se captan fotones sino neutrinos. La única forma de fotografiar al Sol de noche, sería poniendo espejos enormes en el espacio, algo bastante complicado. La solución fue capturar los neutrinos emitidos por el Sol, algo que hace el equipo del laboratorio Super-Kamiokande de Japón desde hace más de 10 años.

El Super-Kamiokande es el detector de neutrinos bajo tierra más grande del mundo. Y esta “neutrografía” del Sol es de las primeras hazañas logradas por el laboratorio, toda una hazaña apenas comparable con la visión de rayos X de Superman.

Los neutrinos son partículas muy pequeñas y escurridizas, son bastante difíciles de detectar, pues su masa es casi nula. Si por un lado están los protones y electrones, por el otro están los neutrones. Y el Super-Kamiokande en Japón, además del Observatorio de Neutrinos de Sudbury en Canadá han hecho muy buenos avances en el estudio de estas partículas.

Fotografía del sol usando neutrinos
Fuente: Kamioka Observatory, ICRR (Institute for Cosmic Ray Research), The University of Tokyo

Los Neutrinos son partículas introvertidas

La complejidad en tratar con los neutrinos reside en que apenas y tienen una masa que rastrear y casi no interactúan con otras partículas. Básicamente, los neutrinos son los introvertidos de las partículas y es difícil entablar conversación con ellos. Imagina un átomo de hidrógeno, el más pequeño y liviano de los átomos, divide su peso entre mil millones, y aún así, el resultante sería un neutrino de gran tamaño. Por otro lado, la característica más peculiar de los neutrinos es que debido a su tamaño tan pequeño y su masa casi nula, es capaz de atravesar la materia sin afectarla. Es precisamente de esta forma en que lograron obtener una foto del Sol a través de la Tierra, los neutrinos son capaces de atravesar el planeta entero y decirnos lo que hay del otro lado.

Nuestro Sol es nuestra principal fuente de neutrinos, son el producto de todas las cosas locas y dramáticas que suceden en su núcleo, ese lugar donde hay fusiones atómicas y enormes fiestas de energía. Y dado que a los neutrinos les gusta viajar sin molestar a nadie, logran salir con facilidad y llegar hasta nosotros en nuestra Tierra. A diario millones de neutrinos están cruzando por nuestro cuerpo y nuestra casa sin afectarnos en lo más mínimo. Algo sorprendente o aterrador, depende del enfoque.

Cómo detectar Neutrinos

A pesar de que los neutrinos son unos escurridizos, no es imposible encontrarlos. Por ejemplo, el Super-Kamiokande de Japón tiene detectores bastante grandes. Cuenta con una piscina a un kilómetro de profundidad con unas 50 mil toneladas de agua y detectores de luz al por mayor. Usando el sistema de coordenadas para ubicar al Sol en el centro. Y esa parte amarilla muestra que llegan muchos neutrinos desde esa dirección, marcando que efectivamente tienen como origen a nuestro Sol.

Cuando los neutrinos pasan por el cuerpo de agua, llegan a interactuar con los electrones de agua. Esta interacción pone a los electrones a viajar a velocidad luz o mayor por la masa de agua. Cuando un electrón tiene este comportamiento los amplificadores y detectores de luz captan esta agitación, registrando el paso de un neutrino. A este fenómeno se le conoce como radiación de Cherenkov.

Y aunque en papel es fácil de explicar este proceso, no es algo de 5 minutos, al contrario, necesita mucha paciencia. Los investigadores registraron la aceleración de electrones durante 503 días para reunir toda la información e interpretarla en una imagen. El resultado ya lo puedes apreciar, mostrando que efectivamente, el origen de los neutrinos fue el núcleo del Sol, que en ese momento, estaba del otro lado del planeta.


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