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La culla spaziale di un neutrino


Secondo gli autori è la prima associazione plausibile tra un singolo oggetto extragalattico e un neutrino cosmico, quella pubblicata su Nature Physics riguardo al blazar PKS B1424-418 e il neutrino da record, soprannominato Big Bird, rilevato dall’esperimento IceCube in Antartide il 4 dicembre 2012.


I protagonisti di questa storia sono due. E in apparenza non hanno nulla in comune: il primo è un blazar, sorgente estremamente potente e variabile associata a un buco nero supermassiccio al centro di una galassia; il secondo è un neutrino, particella subatomica elementare che si muove quasi alla velocità della luce, di massa piccolissima e carica elettrica nulla.

Invece, sorprendentemente, questi due “personaggi” sono strettamente legati. A scoprirne la connessione, per la prima volta nella storia dell’astronomia, è stato un gruppo internazionale di scienziati che ha utilizzato i dati ottenuti dal telescopio spaziale della NASA Fermi.

 Grazie in particolare al Large Area Telescope (LAT) di Fermi, utilizzato per monitorare i raggi gamma, i ricercatori sono riusciti a individuare un singolo blazar come possibile luogo di nascita di un singolo neutrino.

 La culla galattica si chiama PKS B1424-418, ed è una galassia attiva classificata come blazar a raggi gamma. Circa 10 miliardi di anni fa, il buco nero all’interno di questa galassia ha prodotto una grande esplosione, la cui luce è arrivata fino a noi soltanto nel 2012, catturata appunto da Fermi.

Il telescopio ha osservato però un fenomeno insolito: un incredibile aumento di raggi gamma provenienti dal blazar.

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Schema dello IceCube Neutrino Observatory.

Gli astronomi hanno analizzato questa grandissima quantità di energia, trovando una coincidenza nello spazio e nel tempo con un neutrino rilevato da IceCube, l’osservatorio di neutrini del Polo Sud che con i suoi 5.000 sensori di luce è lo strumento più accurato per la rilevazione delle particelle subatomiche.

 Il neutrino, individuato da IceCube nello stesso anno in cui Fermi ha osservato PKS B1424-418, è stato battezzato dai fisici Big Bird a causa della sua enorme portata energetica, corrispondente a 2 quadrilioni di elettronvolt. Per intenderci, un’energia un milione di milioni più potente di una nostra macchina a raggi X per le radiografie.

 Tutti i dati raccolti da Fermi e da IceCube si sono dimostrati coerenti tra loro, confermando così l’ipotesi che Big Bird abbia avuto origine proprio nel blazar PKS B1424-418. I risultati sono stati pubblicati pochi giorni fa su Nature Physics.

“I neutrini sono le più veloci, più luminose, più “asociali” e meno comprese particelle fondamentali – dice Roopesh Ojha, membro del team di Fermi al Goddard Space Flight Center della NASA – e solo da poco siamo in grado di rilevare quelli ad alte energie provenienti da oltre la nostra galassia. Il nostro studio fornisce ora la prima associazione plausibile tra un singolo oggetto extragalattico e uno di questi neutrini cosmici”.

 I neutrini restano oggetti estremamente difficili da catturare, perché non interagiscono praticamente con nulla. Ma una volta individuati, sono una miniera d’oro di informazioni: il fatto di aver viaggiato nello spazio senza impedimenti li rende infatti oggetti estremamente preziosi dal punto di vista astrofisico.

 Ecco che Big Bird potrebbe dirci molto non soltanto sulla sua “culla” PKS B1424-418, ma anche sull’enorme porzione di spazio cha ha attraversato per arrivare fino a noi.

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In questo video della NASA, lo scienziato  Roopesh Ojha spiega come sia stato scoperto il primo collegamento plausibile tra un’eruzione di blazar e un neutrino dallo spazio profondo.

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