Particella Fantasma da Stella distrutta da Buco Nero Supermassiccio

Rilevano una particella “fantasma” da una stella distrutta da un buco nero: è la prima particella che potrebbe essere ricondotta a quello che probabilmente è un evento cosmico così massiccio.

Un team di ricercatori, tra cui scienziati della New York University e del centro di ricerca tedesco DESY, ha rilevato la presenza di un neutrino ad alta energia, una particella ‘fantasma’ estremamente piccola, dopo la distruzione di una stella consumata da un buco nero in un evento chiamato AT2019dsg a una distanza di 750 milioni di anni luce.

Circa la metà dei detriti della stella è stata espulsa nello spazio, mentre il resto ha formato un disco di accrescimento luminoso attorno al buco nero. La materia in quel disco di accrescimento si è riscaldata e brillava intensamente, e il suo bagliore è stato rilevato per la prima volta il 9 aprile 2019 dalla Zwicky Transitional Facility (ZTF) presso il Palomar Observatory di Caltech nel sud della California.

Circa sei mesi dopo, il 1° ottobre 2019, il rilevatore di neutrini IceCube in Antartide ha rilevato uno dei neutrini a più alta energia finora, chiamato IC191001A. In due nuovi studi, gli scienziati hanno esaminato la probabilità che la particella fosse associata all’evento AT2019dsg.

Le misurazioni ZTF hanno mostrato una coincidenza spaziale del neutrino ad alta energia e della luce emessa dopo che una stella è stata consumata da un buco nero supermassiccio. “Ciò suggerisce che questi eventi di distruzione delle stelle sono abbastanza potenti da accelerare le particelle ad alta energia”, ha spiegato Sjoert van Velzen, uno degli autori principali del primo articolo, pubblicato su Nature Astronomy.

L’origine dei neutrini cosmici ad alta energia è sconosciuta

“L’origine dei neutrini cosmici ad alta energia è sconosciuta, principalmente perché sono notoriamente difficili da definire. Questo risultato sarebbe solo la seconda volta che i neutrini ad alta energia sono stati ricondotti alla loro origine”, ha detto Van Velzen. All’inizio del 2018, una galassia attiva, il blazar TXS 0506 + 056, è stata descritta come la prima fonte identificata di un neutrino ad alta energia, registrata da IceCube nel 2017.

Il neutrino appena rilevato è la prima particella che potrebbe essere ricondotta a un enorme evento cosmico come la distruzione di una stella da parte di un buco nero (noto anche come evento di interruzione delle maree) e fornisce la prova che queste catastrofi cosmiche poco conosciute possono essere potenti acceleratori di particelle naturali.

Il secondo studio sull’associazione tra l’evento di distruzione stellare e il neutrino rilevato suggerisce che i colpevoli dell’accelerazione di particelle ad alta energia sono i getti relativistici di plasma che vengono lanciati dalle regioni polari di un buco nero che aumenta attivamente. Gli astronomi ritengono che il materiale all’interno del disco di accrescimento venga incanalato verso i poli e da essi espulso attraverso le linee del campo magnetico attorno all’esterno del buco nero.

Simulazioni recenti hanno suggerito che, quando i campi magnetici in questi getti si intrecciano, producono un campo elettrico che può accelerare le particelle a velocità relativistiche, vicine alla velocità della luce. Questi getti possono durare centinaia di giorni, il che aiuta a spiegare perché il neutrino è arrivato sei mesi dopo la rilevazione iniziale dell’evento.