marzo 3, 2021

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Una partícula fantasma que chocó con la Antártida regresa a una estrella destrozada por un agujero negro

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Una estrella despedazada tras acercarse a un agujero negro. Los científicos han descubierto un neutrino, la “partícula fantasma”, de un evento de este tipo por primera vez.

DESY, Laboratorio de Comunicación Científica

El 1 de octubre de 2019, la Tierra fue golpeada por una bala cósmica invisible de alta energía que se movía casi a la velocidad de la luz. Trillones de estas balas pasan entre galaxias, a través de nuestros cuerpos. en segundo lugar Sin que lo sepamos, no hay mucha ansiedad en el planeta, pero este proyectil en particular fue especial. En el fondo del mundo, una partícula fantasmal encontró su fin después de chocar con una partícula de hielo. Afortunadamente, lo hizo junto a un detector de alta sensibilidad incrustado bajo el Polo Sur.

El descubrimiento llevó a una búsqueda intergaláctica del Portador de Armas Celestiales. ¿Qué disparó la bala?

En una nueva investigación, Fue publicado en Nature Astronomy el lunes.En detalle, los científicos están descubriendo una partícula subatómica, conocida como neutrino, en Observatorio Ice Cube Neutrino En la Antártida. Utilizando datos de Zwicky Transit Facility en el Observatorio Palomar en California, los investigadores pudieron rastrear los orígenes de la bala subatómica hasta un evento extremo hace unos 700 millones de años: la destrucción catastrófica de la estrella cuando fue cortada por Calabozo.

Es la primera vez que un evento de este tipo se relaciona con el descubrimiento de neutrinos.

Los neutrinos a menudo se describen como “partículas fantasma” porque no tienen carga eléctrica y tienen masas pequeñas que desaparecen. Como la luz, básicamente viajan en línea recta desde su destino. Otras partículas cargadas están a merced de los campos magnéticos, pero los neutrinos se están filtrando por el universo sin obstáculos. Sabemos que fluyen desde el núcleo del Sol en grandes cantidades, y en la Tierra podemos fabricarlos en reactores nucleares y aceleradores de partículas.

En abril de 2019, la instalación de Zwicky detectó un resplandor brillante alrededor de un agujero negro a unos 700 millones de años luz de distancia. El resplandor de la luz surgió cuando una estrella viajó muy cerca de un agujero negro, que es aproximadamente 30 millones de veces más masivo que el Sol. La enorme atracción gravitacional del agujero negro tiró de la estrella y, finalmente, espaguetisDesgarrado por poderes extremistas. Esto se conoce como un “evento de perturbación de las mareas” o TDE.

El violento final de la estrella es un gran comienzo para los astrónomos. Pudieron vincular TDE con el descubrimiento de neutrinos por IceCube. Los investigadores plantearon la hipótesis de que TDE arrojó aproximadamente la mitad de la estrella destrozada al espacio mientras que el resto se instaló alrededor del agujero negro en un enorme “disco de acreción” de polvo, gas y escombros brillantes y calientes. Las energías desenfrenadas alrededor del agujero negro del disco provocan la liberación de chorros masivos de materia fuera del sistema. Estos chorros pueden durar cientos de días y podrían explicar el pequeño lapso de tiempo entre la visión TDE y la detección de un neutrino en IceCube.

Los astrofísicos creen que esto indica la existencia de un “motor central” que actúa como un Natural >> adjetivo Un acelerador de partículas puede crear neutrinos de alta energía, algunos de los cuales pueden chocar con la Tierra.

“El neutrino apareció relativamente tarde, medio año después de que comenzara la fiesta de las estrellas”, dijo Walter Winter, el astrofísico teórico. Sincrotrón alemánO DESY. “Nuestro modelo explica este momento de forma natural”.

Winter y coautora Cecilia Lunardini Publica sus modelos En el mismo número de Nature Astronomy del lunes.

Así es como se ve el disco de acreción alrededor de un agujero negro supermasivo. Los chorros se alejan del agujero negro central. La luz sobre un agujero negro es en realidad del otro lado del agujero: un agujero negro dobla el espacio-tiempo para que parezca estar rodeado de luz.

DESY, Laboratorio de Comunicación Científica

El descubrimiento de neutrinos que emanan de TDE es una hazaña para los astrónomos que esperan comprender el universo de nuevas formas. Los científicos solo pudieron Rastrear el neutrino hasta su origen Una vez en la anterior. Fue IceCube quien también hizo el descubrimiento. En 2017, los investigadores del observatorio descubrieron una firma visible de un neutrino y alertaron a los astrónomos sobre el fenómeno. Los telescopios pudieron rastrear la fuente del neutrino hasta una galaxia distante que tenía un “blazer”: un enorme agujero negro rodeado por un disco de acreción con un chorro guía. directamente Al observador.

Ambos descubrimientos muestran que los agujeros negros son portadores de armas intergalácticas, lanzando partículas fantasma desde el espacio profundo a través del universo. Esto puede ayudar a los astrónomos a comprender los procesos que ocurren cerca de un agujero negro e incluso puede comenzar a resolver un acertijo que ha estado obsesionando a la astrofísica desde la década de 1960: ¿De dónde provienen los rayos cósmicos súper energéticos que a veces chocan con la atmósfera de la Tierra?

Los investigadores han descubierto una serie de TDE desde que la instalación transitoria de Zwicky comenzó a explorar el cielo y, en el futuro, los telescopios más sensibles pueden vincular estas partículas de alta energía con los eventos. IceCube también será importante para mejorar nuestra comprensión. Está previsto que el observatorio reciba una actualización durante las temporadas 2022 y 2023 en la Antártida, a pesar de la pandemia, lo que aumentará el número de descubrimientos de neutrinos en un factor de 10.

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