octubre 19, 2021

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¿Un agujero negro devorando una estrella generó un neutrino? Improbable, un nuevo estudio muestra

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Ilustración artística del evento de interrupción de las mareas AT2019dsg, donde un agujero negro supermasivo espaguetis y se traga una estrella. Parte del material no es consumido por el agujero negro y es arrojado al espacio. Crédito: DESY, Laboratorio de Comunicación Científica

En octubre de 2019, un neutrino de alta energía golpeó la Antártida. El neutrino, que era extremadamente difícil de detectar, despertó el interés de los astrónomos: ¿qué podría generar una partícula tan poderosa?


Los investigadores rastrearon el neutrino hasta un agujero negro super masivo que acababa de romperse y tragarse una estrella. Conocido como un evento de interrupción de las mareas (TDE), el AT2019dsg ocurrió solo unos meses antes, en abril de 2019, en la misma región del cielo de donde provenía el neutrino. El evento monstruosamente violento debe haber sido la fuente de la poderosa partícula, dijeron los astrónomos.

Pero una nueva investigación arroja dudas sobre esa afirmación.

En un estudio publicado este mes en Diario astrofísico, investigadores del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian y Northwestern University, presentan nuevas observaciones de radio y datos extensos sobre el AT2019dsg, lo que permite al equipo calcular la energía emitida por el evento. Los hallazgos muestran que el AT2019dsg no generó nada parecido a la energía necesaria para el neutrino; de hecho, lo que vomitó fue bastante “normal”, concluye el equipo.

Los agujeros negros son comedores desordenados

Aunque pueda parecer contradictorio, agujeros negros no trague siempre todo lo que esté a su alcance.

“Los agujeros negros no son como aspiradoras”, dice Yvette Cendes, becaria postdoctoral en el Centro de Astrofísica que dirigió el estudio.

Cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro, las fuerzas gravitacionales comienzan a estirar o espaguetizar la estrella, explica Cendes. Finalmente, el material alargado gira alrededor del agujero negro y se calienta, creando un destello en el cielo que los astrónomos pueden detectar a millones de años luz de distancia.

“Pero cuando hay mucho material, los agujeros negros no pueden comerse todo a la vez”, dice Kate Alexander, coautora del estudio y becaria postdoctoral en la Universidad Northwestern que llama a los agujeros negros “comedores desordenados”. “Parte del gas se expulsa durante este proceso, como cuando los bebés comen, parte de la comida termina en el piso o las paredes”.

Estas sobras se arrojan al espacio en forma de flujo de salida o chorro, que, si es lo suficientemente potente, teóricamente podría generar una partícula subatómica conocida como neutrino.

Una fuente poco probable de neutrinos

Usando el Very Large Array en Nuevo México y el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile, el equipo pudo observar AT2019dsg, a unos 750 millones de años luz de distancia, durante más de 500 días después de que el agujero negro comenzara a consumir el estrella. Las extensas observaciones de radio hacen del AT2019dsg el TDE mejor estudiado hasta la fecha y revelaron que el brillo de la radio alcanzó su punto máximo unos 200 días después de que comenzó el evento.

Según los datos, la cantidad total de energía en la salida era equivalente a la energía irradiada por el Sol durante 30 millones de años. Si bien esto puede sonar impresionante, el poderoso neutrino detectado el 1 de octubre de 2019 requeriría una fuente 1,000 veces más de energía.

“En lugar de ver el chorro brillante de material necesario para esto, vemos un flujo más débil de material de radio”, explica Alexander. “En lugar de una poderosa manguera contra incendios, vemos un viento suave”.

Cendes agrega: “Si este neutrino de alguna manera vino de AT2019dsg, eso plantea la pregunta: ¿por qué no vimos neutrinos asociado con supernovas a esta distancia o más cerca? Son mucho más comunes y tienen las mismas velocidades de energía. “

El equipo concluye que es poco probable que el neutrino provenga de este TDE en particular. Sin embargo, si eso fuera así, los astrónomos están lejos de comprender los TDE y cómo liberan neutrinos.

“Probablemente volvamos a echar un vistazo a este”, dice Cendes, quien cree que todavía hay mucho que aprender. “Este agujero negro en particular todavía se está alimentando”.

El TDE AT2019dsg fue descubierto por primera vez el 9 de abril de 2019 por Zwicky Transient Facility en el sur de California. El neutrino, conocido como IceCube-191001A, fue detectado por el Observatorio de Neutrinos IceCube en el Polo Sur seis meses después.


Rayos gamma y neutrinos de agujero negro supermasivos suaves


Mas informaciones:
Y. Cendes et al, Observaciones de radio de un flujo de salida ordinario del evento de interrupción de las mareas AT2019dsg, El diario astrofísico (2021). DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ac110a

Cita: ¿Un agujero negro comiendo una estrella generó un neutrino? Improbable, muestra un nuevo estudio (2021, 13 de octubre) recuperado el 13 de octubre de 2021 en https://phys.org/news/2021-10-black-hole-star-neutrino.html

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