Un equipo de científicos ha detectado, por primera vez, un neutrino de alta energía relacionado a la destrucción de una estrella en las garras de un agujero negro. El descubrimiento arroja nueva luz sobre los orígenes de los rayos cósmicos de ultra alta energía, las partículas de mayor energía en el universo.
El estudio, liderado por Robert Stein de la Universidad Humboldt de Berlín, fue publicado en Nature Astronomy.
Un destello
Cuando una estrella se acerca lo suficiente a un agujero negro, queda atrapada por la gravedad de este último objeto. La colosal fuerza de marea del agujero negro, producto de su campo gravitacional, tira y estira de la estrella con tanta fuerza que la desgarra. Este evento de disrupción de mareas provoca un destello de luz brillante en diferentes longitudes de onda.
Casualmente, uno de esos destellos fue observado en la Tierra el 9 de abril de 2019. Luego de estudiar la detección, el equipo encontró que la fuente se encontraba en un agujero negro supermasivo de 30 millones de masas solares. Como dato adicional, el de nuestra propia galaxia solo tiene 4 millones de masas solares.
Un neutrino
Seis meses después, el detector de neutrinos IceCube en la Antártida observó algo sorprendente: uno de los neutrinos de mayor energía encontrados hasta la fecha.
«Se estrelló contra el hielo de la Antártida con una energía notable de más de 100 teraelectronvoltios», dijo Anna Franckowiak del Sincrotrón Alemán de Electrones (DESY). «A modo de comparación, eso es al menos diez veces la energía máxima que se puede lograr en el acelerador de partículas más poderoso del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones en el laboratorio europeo de física de partículas CERN cerca de Ginebra».
Curiosamente, el equipo encontró que el neutrino provenía de la dirección del agujero negro supermasivo observado seis meses antes tragándose una estrella.
«Este es el primer neutrino vinculado a un evento de interrupción de las mareas, y nos aporta pruebas valiosas», afirmó el astrónomo Robert Stein del DESY. «Los eventos de interrupción de las mareas no se comprenden bien. La detección del neutrino apunta a la existencia de un potente motor central cerca del disco de acreción, que arroja partículas rápidas. Asimismo, el análisis combinado de datos de telescopios de radio, ópticos y ultravioleta nos brinda información adicional evidencia de que el evento de disrupción de las mareas actúa como un gigantesco acelerador de partículas».
Astronomía multi-mensajera
Este resultado demuestra las maravillas que podemos obtener cuando combinamos las diferentes formas existentes de observar el cosmos.
«Las observaciones combinadas demuestran el poder de la astronomía de múltiples mensajeros», mencionó el astrofísico Marek Kowalski de DESY y la Universidad Humboldt en Alemania. «Sin la detección del evento de interrupción de las mareas, el neutrino sería solo uno de muchos. Y sin el neutrino, la observación del evento de interrupción de las mareas sería solo una de muchas. Solo a través de la combinación podríamos encontrar el acelerador y aprender algo nuevo sobre los procesos internos «.