Un Mostruoso Buco Nero Associato a un Neutrino Cosmico

Un Mostruoso Buco Nero Associato a un Neutrino Cosmico

Utilizzando il telescopio spaziale per raggi gamma Fermi, gli scienziati hanno identificato per la prima volta la sorgente di un neutrino ad alta energia al di fuori della nostra galassia: il neutrino cosmico è stato associato a un blazar, una galassia attiva con al centro un enorme buco nero. La scoperta apre la strada a un nuovo metodo di indagine sul cosmo, parte dell’astronomia multimessaggero.

Il neutrino in questione ha viaggiato 3,7 miliardi di anni prima di essere rilevato sulla Terra. Si tratta del viaggio più lungo effettuato da un neutrino la cui origine è stata identificata dagli scienziati. Due studi relativi alla scoperta sono stati pubblicati su Science. I neutrini ad alta energia sono particelle difficili da catturare e secondo gli scienziati vengono creati in seguito agli eventi più energetici del cosmo, come fusioni di galassie e buchi neri che divorano materiale. Viaggiano a velocità di poco inferiori a quella della luce e raramente interagiscono con la materia, il che permette loro di percorrere senza ostacoli miliardi di anni luce di distanza.

Il neutrino è stato scoperto da un team internazionale di scienziati utilizzando il rilevatore di neutrini IceCube della National Science Foundation, che opera al Polo Sud. Il telescopio Fermi ha individuato la sorgente del neutrino tracciando il suo percorso fino all’emissione di raggi gamma da parte un remoto buco nero supermassiccio localizzato in direzione della Costellazione di Orione. Gli scienziati studiano i neutrini, così come raggi cosmici e raggi gamma, per comprendere ciò che avviene in ambienti cosmici turbolenti come supernove e buchi neri. I neutrini danno indicazioni sui complessi processi che avvengono in questi ambienti estremi e i raggi cosmici mostrano la forza e la velocità dell’attività in corso. Gli scienziati si basano sui raggi gamma, la forma di luce più energetica, per risalire a quale sorgente cosmica produca neutrini e raggi cosmici.

Il 22 Settembre 2017 i ricercatori, grazie ad IceCube, hanno rilevato segnali di un neutrino con energia di circa 300 TeV, oltre 45 volte l’energia raggiungibile nei più potenti acceleratori di particelle sulla Terra. Questi valori suggerivano che il neutrino provenisse da regioni ben al di là del nostro Sistema Solare. Ripercorrendo la zona di provenienza del neutrino, sono stati allertati gli astronomi in tutto il mondo, per sondare la regione in cerca di eruzioni o esplosioni che potessero essere associate alla rilevazione del neutrino.

I dati di Fermi hanno rivelato emissione di raggi gamma da una ben nota galassia attiva, un blazar con un buco nero supermassiccio della massa di milioni, se non miliardi di volte quella solare, che espelle getti di particelle a velocità prossime a quella della luce. I blazar sono particolarmente attivi e brillanti perché uno dei getti punta quasi direttamente verso la Terra. Yasuyuki Tanaka della Hiroshima University è stato il primo ad associare il neutrino al blazar chiamato TXS 0506+056 (TXS 0506 in breve). La sorgente è stata confermata da osservazioni successive realizzate da molteplici telescopi.

“Ancora una volta, Fermi ha contribuito a realizzare un grande passo avanti nell’ambito dell’astronomia multimessaggero”, commenta Paul Hertz direttore della Divisione Astrofisica al Quartier Generale della NASA di Washington. “Neutrini e onde gravitazionali rilasciano nuovi tipi di informazioni sugli ambienti più estremi dell’Universo. Ma per comprendere meglio cosa ci stanno raccontando, abbiamo bisogno di collegarli al messaggero astronomico che meglio conosciamo, la luce”.
[ Barbara Bubbi ]

Nell’immagine artistica il telescopio Fermi (in alto a sinistra) e parte dell’IceCube Neutrino Observatory (in basso)
Credits: NASA/Fermi and Aurore Simonnet, Sonoma State University

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-fermi-traces-source-of-cosmic-neutrino-to-monster-black-hole