Une particule fantôme qui est entrée en collision avec l’Antarctique en 2019 a été attribuée à A. Trou noir Une nouvelle étude a révélé qu’une étoile a été déchirée en agissant comme un accélérateur de particules cosmiques géant.
Les scientifiques ont étudié un type de particule subatomique connu sous le nom de Neutrino, Qui sont générées par les réactions nucléaires et la désintégration radioactive d’atomes instables. Les neutrinos sont extraordinairement légers – environ 500 000 fois plus légers qu’un électron.
Les neutrinos n’ont pas de charge électrique et interagissent rarement avec d’autres particules. En tant que tel, il pourrait facilement glisser à travers la matière – un plomb d’une valeur d’une année-lumière, égale à environ 5,8 billions de miles (9,5 billions de kilomètres), arrêterait environ la moitié des neutrinos qui le traversent.
Cependant, les neutrinos entrent parfois en collision avec les atomes. Lorsque cela se produit, il déclenche des éclairs de lumière, que les scientifiques ont précédemment observés pour confirmer sa présence.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont examiné un neutrino de très haute énergie qu’ils ont découvert le 1er octobre 2019, en utilisant le Observatoire des neutrinos Ice Cube Au pôle sud.
«Il est entré en collision avec la glace antarctique avec une énergie impressionnante de plus de 100 terra électron-volts», a déclaré Anna Frankoviak, co-auteur de l’étude, qui travaille maintenant à l’Université de Bochum, en Allemagne. «À titre de comparaison, c’est au moins 10 fois l’énergie maximale des particules pouvant être obtenue avec l’accélérateur de particules le plus puissant du monde. Grand collisionneur de hadrons. «
Vidéo: Le neutrino revient dans un trou noir déchirant les étoiles
à propos de: L’étrange comportement du neutrino peut expliquer le mystère de longue date de l’antimatière
Pour découvrir les origines d’un neutrino aussi puissant, les scientifiques ont tracé son chemin dans l’espace. Et ils ont constaté qu’il est probable qu’il provienne de la galaxie appelée « 2MASX J20570298 + 1412165 » dans la constellation du dauphin, le dauphin, situé à 750 millions d’années-lumière de la Terre.
Environ six mois avant que les scientifiques ne découvrent un neutrino à haute énergie, les astronomes ont vu une lueur de cette galaxie en utilisant Installation de transit de Zwicky Sur le mont Palomar en Californie. Cette lumière a probablement été causée par un trou noir déchirant une étoile, ce que l’on appelle un événement de perturbation des marées appelé « AT2019dsg ».
Les chercheurs suggèrent qu’une étoile est venue très près d’un trou noir supermassif au centre de la galaxie 2MASX J20570298 + 1412165, qui est environ 30 millions de fois plus grande que le soleil. Il a ensuite été déchiré par l’attraction gravitationnelle massive du trou noir, une version extrême de la façon dont il est fait La lune fait monter et descendre les marées sur la terre.
Les scientifiques ont observé que près de la moitié des débris de l’étoile ont été jetés dans l’espace, tandis que l’autre moitié s’est installée dans un disque circulaire autour du trou noir. Lorsque la matière de cette étoile en désintégration est tombée dans ce disque, elle est devenue plus chaude et suffisamment brillante pour que les astronomes la voient depuis la Terre.
Les chercheurs estiment que ce neutrino n’a qu’une chance sur 500 de coïncider avec un événement. Cela indique que les scientifiques ont probablement découvert la première particule datant d’A. Une perturbation des marées s’est produite.
« Le travail théorique a prédit que les neutrinos pourraient provenir de perturbations des marées », a déclaré l’auteur principal Robert Stein, astronome multimodal au Centre allemand de synchrotron électronique (DESY) à Zeuthen, en Allemagne, à Space.com: « Le travail théorique a prédit que les neutrinos pourrait provenir de perturbations des marées. « » Ce travail est la première preuve d’observation. Pour étayer cette affirmation. » Lui et ses collègues Ils détaillent leurs découvertes en ligne le 21 février dans Nature Astronomy.
(Crédit photo: Observatoires optiques ZTF / Caltech)
Ces nouvelles découvertes mettent en évidence des événements de perturbation des marées, dont beaucoup reste inconnu. Plus précisément, les chercheurs ont suggéré que le neutrino provenait de jets de matière explosant près d’un disque d’accrétion vers le trou noir à presque la vitesse de la lumière, selon l’astrophysicienne de l’ASU Cecilia Lunardini, a déclaré Space.com. Elle et co-auteur de l’étude de Walter Winter à DESY Ils détaillent leurs résultats en ligne le 22 février dans une étude complémentaire Dans Nature Astronomy.
Bien que ces jets relativistes libéraient probablement de nombreux types de particules, il s’agissait principalement de particules chargées électriquement, qui étaient déviées par Champs magnétiques intergalactiques Avant qu’ils ne puissent atteindre la Terre. En revanche, les neutrinos (qui n’ont pas de charge) peuvent se déplacer en ligne droite comme les rayons lumineux d’un événement de turbulence de marée.
Cette découverte n’est que la deuxième fois que des scientifiques ont suivi un neutrino de haute énergie jusqu’à sa source, a déclaré Stein. la première fois, En 2018Et les astronomes Tracez un tel neutrino jusqu’à Blazer TXS 0506 + 056, Une galaxie elliptique massive avec un trou noir ultra-rapide en son centre.
« Savoir d’où viennent les neutrinos de haute énergie est une grande question en astrophysique des particules », a déclaré Stein. « Maintenant, nous avons plus de preuves que cela pourrait provenir d’événements de marée. »
L’un des aspects étranges de cette découverte était la façon dont le neutrino n’a été découvert que six mois après que le trou noir a commencé à dévorer l’étoile. Ce que cela indique, c’est qu’un événement de perturbation des marées pourrait se comporter comme Accélérateur de particules cosmiques géant Dit Stein pendant plusieurs mois.
Stein a déclaré que bien que les chercheurs n’aient découvert qu’un seul neutrino d’un événement de turbulence de marée, « pour que nous puissions en découvrir ne serait-ce qu’un, il doit y avoir des milliards et des milliards de cet événement. » « Nous avons eu la chance d’en voir un. »
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