Los astrónomos rastrean un neutrino hasta la fuente. Donde un agujero negro destrozó una estrella
Neutrinos son partículas notoriamente meticulosas. Cientos de billones pasan a través del cuerpo de una persona cada segundo, sin embargo, apenas parecen interactuar con nada (aunque realmente hacer mucho). Aún más difíciles de encontrar son los neutrinos de 'alta energía' que se cree que se forman como resultado de algunos de los más eventos violentos En el universo. Ahora, los investigadores que utilizan el telescopio Swift de la NASA han encontrado un neutrino de alta energía por primera vez de un tipo de esos eventos ultraviolentos: un interrupción de las mareas . Pero algo estaba un poco fuera de lugar.
Las interrupciones de las mareas ocurren cuando un agujero negro comienza a destrozar una estrella. Como parte de la danza gravitacional de estos dos objetos masivos, los chorros de partículas a veces pueden surgir del agujero negro mientras se traga una corriente de partículas de la estrella. Los astrofísicos han teorizado que podrían crearse neutrinos de alta energía en estos chorros, pero hasta ahora no se ha observado ninguno.
Imagen de AT2019dsg, encerrada en un círculo rojo. Incapaz de ser vista a simple vista, esta galaxia a 690 millones de años luz de distancia probablemente fue la fuente de un neutrino de un evento de interrupción de las mareas que sucedió en ella.
Crédito: Observatorios ópticos ZTF / Caltech
Una de estas interrupciones de las mareas se conoce, de manera bastante práctica, como AT2019dsg, que fue encontrada en abril de 2019 por el Instalación transitoria de Zwicky (ZTF), parte del Observatorio Palomar . Se encuentra en la constelación Delphinus en una galaxia a aproximadamente 690 millones de años luz de distancia conocida (de nuevo prácticamente) como 2MASX J20570298 + 1412165 . A veces, los astrónomos son excelentes para inventar nombres o acrónimos extravagantes, pero parece que la gran escala del número de galaxias grava incluso su copiosa creatividad para nombrar.
Cuando se observó por primera vez AT2019dsg, los astrónomos siguieron un protocolo que habían establecido para observar las interrupciones de las mareas: entrenaron a más observatorios en él. En este caso, los rayos visibles, ultravioleta y X fueron proporcionados por Rápido , ESA’s XMM-Newton telescopio también tomó datos de rayos X, y el NRAO Matriz muy grande y el MeerKAT telescopio, dirigido por el Observatorio de Radioastronomía de Sudáfrica, tomó datos en radio.
Video de la NASA que discute el proceso que se utiliza para retroceder el neutrino hasta su punto de origen.
Crédito: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA
Con tanto poder de observación centrado en un evento específico, era uno de los lugares más escudriñados de todo el universo. El brillo del evento alcanzó su punto máximo, sin neutrinos asociados con él. Eso fue, hasta que la NSF Observatorio IceCube Neutrino dijeron que capturaron un neutrino de alta energía y, con la ayuda de un equipo de la ZTF, rastrearon el parche de cielo desde el que se originó el neutrino hasta el mismo parche en el que se encontraba AT2019dsg.
El único problema fue que el neutrino apareció 5 meses después del brillo máximo de la interrupción de la marea, mucho después de que cualquier teoría actual hubiera sugerido que se habría creado. Y no se observaron chorros, lo que llevó a los astrónomos a creer que era muy poco probable que se hubiera formado un neutrino de alta energía como parte del evento.
UT Video habla sobre IceCube, el observatorio de neutrinos donde se detectó originalmente el neutrino de AT2019dsg.
Sin embargo, ahí estaba, y los científicos calcularon que había una probabilidad de 1 en 500 de provenir de cualquier parte de ese segmento del cielo que no fuera AT2019dsg. Por tanto, es necesario pensar en nuevas teorías para explicar la discrepancia.
Una de las teorías más tajantes, expuesta por Walter Winter y Cecilia Lunardini, en la Sincrotrón de electrones alemán (DESY) y Universidad del estado de Arizona respectivamente, sugieren que la presencia de chorros podría haber sido enmascarada por una nube de escombros. En ese caso, los chorros de formación de neutrinos podrían haber estado presentes en el evento, simplemente no los habríamos visto. Su teoría también explicaría muy bien por qué el 98% del brillo de los rayos X del evento se ha disipado en tan solo 160 días. Otro equipo, dirigido por el estudiante de doctorado Robert Stein en DESY, tiene una idea diferente: creen que el enfriamiento rápido podría explicar la rápida caída de los rayos X observados.
Representación del evento de interrupción de las mareas en la galaxia. F01004-2237 , similar a lo que podría estar sucediendo en AT2019dsg. La liberación de energía gravitacional cuando los escombros de la estrella son acumulados por el agujero negro conduce a un destello en la luz óptica de la galaxia.
Crédito y copyright: Mark Garlick.
De cualquier manera, encontrar un neutrino de tan alta energía a partir de un evento de interrupción de las mareas es un nuevo paso adelante para la ciencia, y un tributo al poder de observación multiespectral que se ejerce sobre la pequeña porción de cielo en el que estaba contenido. Como siempre, más datos son necesario para confirmar cualquiera de las teorías de la existencia (o falta de ella) de los chorros teorizados para causar estos estallidos de neutrinos. Si, de hecho, no se formó ningún jet como parte de AT2019dsg, entonces eso hace que el hallazgo sea aún más interesante ya que plantea la pregunta: ¿qué causó la creación del neutrino en primer lugar?
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Crédito de imagen principal:
Representación de un evento de interrupción de las mareas, del video de la NASA vinculado a continuación.
Crédito: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA