En una galaxia sumamente distante un agujero supermasivo devoró una estrella, lo que dio origen a un colisionador de partículas cósmico y terminó por revelar una partícula fantasma. Los científicos detectaron un neutrino extremadamente energético que pudo haber sido lanzado al espacio justo en el momento en que la estrella murió devorada.
Los agujeros supermasivos con regularidad permanecen inactivos y sin alimento. No obstante, estos gigantes de las tinieblas pueden iluminarse temporalmente. Sucede cuando un objeto pasa cerca de su línea del horizonte y es tragado por su inmensa gravedad.
Evento de disrupción de mareas
Justamente esto le ocurrió a una estrella que, en la lejanía del universo, terminó en el centro de un agujero negro supermasivo. En el proceso, la fuerza de marea del agujero tiró tanto de ella que le causó lo que se conoce como espaguetificación. Es decir, que el tirón de fuerza diferencial entre los puntos de la estrella es tan grande, que termina por alargarla tanto como a un fideo de espagueti. Lo que vino posteriormente es un espectáculo, la estrella finalmente se rompió en mil pedazos y el agujero negro terminó despidiendo chorros de partículas en movimientos rápidos, evento que en astronomía se conoce como disrupción de mareas (TDE).
La mitad de las partículas despedidas por la disrupción de la estrella, fueron lanzadas hacia al espacio, mientras que la otra mitad se quedó navegando alrededor del agujero negro en su disco de acreción. Este es un disco que rodea a los agujeros, luego de haber devorado material cósmico. El material se queda ahí calentándose cada vez más y genera resplandores de luz.
El resplandor de este caso en especial, se detectó por primera vez en California en 2019. Medio año después, el telescopio de neutrinos IceCube en el Polo Sur registró un neutrino extremadamente energético desde la dirección del evento de disrupción de mareas. La partícula acabó estrellándose en la Antártida:
“Se estrelló contra el hielo de la Antártida con una energía notable de más de 100 teraelectronvoltios A modo de comparación, eso es al menos diez veces la energía máxima de partículas 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”, dijo Anna Franckowiak, coautora de la investigación.
La partícula fantasma
Los teóricos habían calculado que algunos neutrinos podrían provenir de un TDE, sin embargo, no se tenían pruebas de ello. El neutrino que se estrelló en la Antártida es la primera evidencia fehaciente de que esto es de hecho posible.
Especialmente los neutrinos han recibido la denominación de partícula fantasma porque son extremadamente livianos. Puede pasar desapercibidos no sólo a través de paredes, sino de planetas o estrellas enteros. Y pese a que son sumamente energéticos, no tienen carga eléctrica. Aunado a esto, casi a la velocidad de la luz, que es el objeto más rápido en nuestro universo. El hallazgo abre una gran posibilidad de entendimiento de la conexión entre los eventos de disrupción de mareas, muy poco comprendidos hasta ahora.
Referencias:
Stein, R., Velzen, S.v., Kowalski, M. et al. A tidal disruption event coincident with a high-energy neutrino. Nat Astron (2021). DOI
