Particelle sfuggenti e ad alta energia che provengono da alcuni degli eventi più violenti dell'universo.

GLI SCIENZIATI HANNO , per la prima volta, raccolto prove osservative per particelle sfuggenti e ad alta energia che provengono da alcuni degli eventi più violenti dell'universo.

In uno studio pubblicato lunedì sulla rivista Nature Astronomy, gli astronomi hanno raccolto le prime prove che tracciano minuscole particelle subatomiche chiamate neutrini in un buco nero che sta lacerando una stella.

ECCO LO SFONDO - Se sei una stella errante nel cosmo, l'ultimo posto in cui vorresti essere è vicino a un buco nero .

Quando una stella senza pretese si avvicina troppo a un buco nero, la forza gravitazionale di queste enormi bestie cosmiche lacera la stella in brandelli di gas in un processo raccapricciante noto come spaghettificazione (distruggendo la stella in lunghi e sottili filamenti di spaghetti).

Si pensa che questi tipi di eventi producano neutrini ad alta energia. I neutrini sono una particella subatomica neutra con una massa minuscola vicina allo zero, più piccola della massa di qualsiasi altra particella conosciuta, ad eccezione dei fotoni. Sebbene queste particelle siano più numerose di qualsiasi altra particella nell'universo, raramente interagiscono con altra materia, il che le rende quasi impossibili da rilevare.

Nel 2006 e 2014, un esperimento finanziato dalla NASA, l'Antarctic Impulsive Transient Antenna, ha rilevato neutrini ad altissima energia in Antartide che sembravano aver viaggiato attraverso la Terra. Le rare scoperte hanno scatenato voci piuttosto fantasiose, ma errate, secondo cui gli scienziati hanno scoperto un universo parallelo da cui sono emerse queste particelle.


"L'origine dei neutrini cosmici ad alta energia è sconosciuta, principalmente perché sono notoriamente difficili da definire ", ha detto Sjoert van Velzen , un borsista post-dottorato presso il Dipartimento di Fisica della New York University e uno degli autori principali del nuovo studio. in una dichiarazione . "Questo risultato sarebbe solo la seconda volta che i neutrini ad alta energia sono stati ricondotti alla loro fonte".

I neutrini sono prodotti da potenti acceleratori sulla Terra, ma sono stati rilevati solo una volta nel 2018 e la loro fonte è un nucleo galattico attivo chiamato blazar, che produce un potente flusso a getto rivolto verso la nostra vista dalla Terra.

COSA C'È DI NUOVO - Utilizzando una combinazione di telescopi terrestri e spaziali, un team di astronomi è stato in grado non solo di rilevare i neutrini, ma di risalire agli eventi di perturbazione delle maree (TDE).

I TDE sono ciò che accade quando una stella si avvicina troppo a un buco nero. In questi eventi, una parte della massa della stella viene catturata in un disco di accumulo di detriti che vortica attorno al buco nero dopo che è stato sminuzzato in flussi di gas.

Questo particolare evento è stato scoperto il 9 aprile 2019 dalla Zwicky Transient Facility (ZTF), una telecamera robotica presso il Palomar Observatory di Caltech nella California meridionale e soprannominata AT2019dsg.

L'evento di distruzione delle stelle si è verificato a oltre 690 milioni di anni luce di distanza in una galassia chiamata 2MASX J20570298 + 1412165, situata nella costellazione del Delfino.

Questi tipi di eventi estremi possono accelerare le particelle quasi alla velocità della luce e quelle particelle veloci possono quindi scontrarsi con altre particelle o con la luce stessa per produrre neutrini.

"Gli astrofisici hanno da tempo teorizzato che le interruzioni delle maree potrebbero produrre neutrini ad alta energia, ma questa è la prima volta che siamo effettivamente stati in grado di collegarli con prove osservative", Robert Stein, uno studente di dottorato presso il German Electron-Synchrotron (DESY) centro di ricerca a Zeuthen, in Germania, e autore principale del nuovo studio, ha detto in una dichiarazione .

Lo studio suggerisce che le particelle accelerate prodotte dai TDE potrebbero generare neutrini in tre particolari regioni, il disco esterno in collisione con la luce ultravioletta, nel disco interno in collisione con la luce dei raggi X e nel deflusso delle particelle espulse dal nero buco entrando in collisione con altre particelle.


Per l'evento AT2019dsg, i ricercatori dietro lo studio ritengono che i neutrini abbiano avuto origine dalle particelle che si sono scontrate con la luce ultravioletta poiché l'energia delle particelle era più di 10 volte maggiore dell'energia che può essere raggiunta dai collisori di particelle sulla Terra.

"Gli eventi di interruzione delle maree sono fenomeni incredibilmente rari, che si verificano solo una volta ogni 10.000-100.000 anni in una grande galassia come la nostra" , ha dichiarato in una dichiarazione S. Bradley Cenko , Swift Principal Investigator presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. "Le misurazioni della lunghezza d'onda di ogni evento ci aiutano a saperne di più su di loro come classe, quindi AT2019dsg è stato di grande interesse anche senza una rilevazione iniziale dei neutrini."

Nota dell'editore 2/23: una versione precedente affermava che i neutrini hanno meno massa dei fotoni. Questo è stato corretto. È stata inoltre chiarita una didascalia su un'immagine utilizzata per affermare che si tratta di un'illustrazione.

Astratto: I neutrini cosmici forniscono una finestra unica sul meccanismo altrimenti nascosto dell'accelerazione delle particelle negli oggetti astrofisici. La IceCube Collaboration ha recentemente riportato la probabile associazione di un neutrino ad alta energia con un bagliore dal getto relativistico di una galassia attiva puntato verso la Terra. Tuttavia, un'analisi combinata di molte galassie attive simili non ha rivelato alcun eccesso dalla popolazione più ampia, lasciando la stragrande maggioranza del flusso di neutrini cosmico inspiegabile. Qui presentiamo la probabile associazione di un evento di interruzione della marea che emette radio, AT2019dsg, con un secondo neutrino ad alta energia. AT2019dsg è stato identificato come parte della nostra ricerca sistematica di controparti ottiche di neutrini ad alta energia con la Zwicky Transient Facility. La probabilità di trovare per caso un evento di perturbazione della marea che emette radio è dello 0,5%, mentre la probabilità di trovarne uno brillante nel flusso di energia bolometrica come AT2019dsg è dello 0,2%. Le nostre osservazioni elettromagnetiche possono essere spiegate attraverso un modello multizona, con analisi radio che rivela un motore centrale, incorporato in una fotosfera UV, che alimenta un deflusso di emissione di sincrotrone esteso. Ciò fornisce un sito ideale per la produzione di neutrini petaelettronvolt. Supponendo che l'associazione sia genuina, le nostre osservazioni suggeriscono che gli eventi di interruzione delle maree con deflussi leggermente relativistici contribuiscono al flusso di neutrini cosmici. Ciò fornisce un sito ideale per la produzione di neutrini petaelettronvolt. Supponendo che l'associazione sia genuina, le nostre osservazioni suggeriscono che gli eventi di interruzione delle maree con deflussi leggermente relativistici contribuiscono al flusso di neutrini cosmici. Ciò fornisce un sito ideale per la produzione di neutrini petaelettronvolt. Supponendo che l'associazione sia genuina, le nostre osservazioni suggeriscono che gli eventi di interruzione delle maree con deflussi leggermente relativistici contribuiscono al flusso di neutrini cosmici.

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