En octubre de 2019, un neutrino de alta energía se estrelló contra la Antártida. El neutrino, que fue notablemente difícil de detectar, despertó el interés de los astrónomos: ¿qué podría generar una partícula tan poderosa?
Los investigadores rastrearon el neutrino de alta energía hasta un agujero negro supermasivo que acababa de desgarrarse y tragarse una estrella. Conocido como evento de disrupción de marea (TDE), AT2019dsg ocurrió sólo 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 entonces. Pero una nueva investigación arroja dudas sobre esa afirmación.
En un estudio publicado este mes en The Astrophysical Journal, investigadores del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian y Northwestern University, presentan nuevas observaciones de radio y datos extensos sobre AT2019dsg, lo que permite al equipo calcular la energía emitida por el evento. Los hallazgos muestran que AT2019dsg no generó ni cerca de la energía necesaria para el neutrino de alta energía; de hecho, lo que arrojó fue bastante «normal», según el equipo.
Los agujeros negros son «comedores desordenados»
Si bien puede parecer contradictorio, los agujeros negros no siempre se tragan todo lo que tienen a su alcance. «Los agujeros negros no son como aspiradoras«, comenta Yvette Cendes, becaria postdoctoral en el Centro de Astrofísica, quien 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 en espiral alrededor del agujero negro y se calienta, creando un destello en el cielo que los astrónomos pueden detectar desde millones de años luz de distancia.
«Pero cuando hay demasiado material, los agujeros negros no pueden comerlo todo al mismo tiempo sin problemas«, indica 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 suelo o en las paredes«.
Estas sobras son arrojadas al espacio en forma de flujo de salida, o chorro, que, si es lo suficientemente poderoso, teóricamente podría generar una partícula subatómica conocida como neutrino.
Una fuente poco probable de neutrinos de alta energía
Utilizando Very Large Array en Nuevo México y 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 la estrella. Las extensas observaciones de radio hacen que AT2019dsg sea el TDE mejor estudiado hasta la fecha y revelaron que el brillo de la radio alcanzó su punto máximo alrededor de 200 días después de que comenzara el evento.
Según los datos, la cantidad total de energía en el flujo de salida fue equivalente a la energía irradiada por el Sol en el transcurso de 30 millones de años. Si bien eso puede sonar impresionante, el poderoso neutrino de alta energía detectado el 1 de octubre de 2019 requeriría una fuente 1.000 veces más enérgica.
«En lugar de ver el chorro brillante de material necesario para esto, vemos una salida de material de radio más débil«, explica Alexander. «En lugar de una potente manguera contra incendios, vemos un viento suave«.
«Este agujero negro en particular todavía se está alimentando«
Cendes agrega que «si este neutrino proviene de alguna manera de AT2019dsg, surge la pregunta: ¿por qué no hemos detectado neutrinos asociados 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 así fuera, los astrónomos están lejos de comprender los TDE y cómo emiten neutrinos.
«Probablemente volvamos a revisar esto«, concluye Cendes, quien cree que todavía hay mucho que aprender. «Este agujero negro en particular todavía se está alimentando«.
TDE AT2019dsg fue descubierto por primera vez el 9 de abril de 2019 por Zwicky Transient Facility en el sur de California. El neutrino de alta energía, conocido como IceCube-191001A, fue detectado por el Observatorio de Neutrinos IceCube en el Polo Sur seis meses después.
Fuente: The Astrophysical Journal.
