I raggi cosmici costituiti da particelle caricate elettricamente altamente energizzate bombardano continuamente l'atmosfera terrestre. Queste particelle provengono dallo spazio profondo, hanno viaggiato per miliardi di anni luce. Tuttavia, da dove provengono? Cosa li scaglia attraverso l'Universo con una forza così tremenda? Queste domande sono state tra le sfide più significative dell’astrofisica da oltre un secolo.
Un gruppo di ricerca internazionale guidato da Università di Würzburg e la Università di Ginevra (UNIGE) sta facendo luce su un aspetto di questo mistero: si pensa che i neutrini nascano nei blazar, nuclei galattici alimentati da corpi supermassicci buchi neri.
Sara Buson lo ha sempre considerato un compito significativo. Nel 2017, il ricercatore e i suoi collaboratori hanno introdotto per la prima volta un blazar (TXS 0506+056) come potenziale sorgente di neutrini. Questo studio ha innescato un dibattito scientifico sull’esistenza o meno di una connessione tra blazar e neutrini ad alta energia.
Dopo aver compiuto questo primo passo positivo, il team del Prof. Buson ha ricevuto un finanziamento dal Consiglio europeo della ricerca per lanciare un ambizioso progetto di ricerca multi-messaggero nel giugno 2021. L'analisi di numerosi segnali (o "messaggeri", ad esempio i neutrini) provenienti dall'Universo è necessario. L'obiettivo primario è quello di far luce sull'origine dei neutrini astrofisici, potenzialmente confermandola blazar come la prima fonte altamente certa di neutrini extragalattici ad alta energia.
Il progetto sta ora mostrando il suo primo successo. Gli scienziati confermano che i blazar possono essere associati con sicurezza ai neutrini astrofisici con un grado di certezza senza precedenti.
Andrea Tramacere dell'Università di Ginevra ha detto: “Il processo di accrescimento e la rotazione del buco nero portano alla formazione di getti relativistici, dove le particelle vengono accelerate ed emettono radiazioni fino ad energie pari a mille miliardi di quella della luce visibile! La scoperta della connessione tra questi oggetti e i raggi cosmici potrebbe essere la “stele di Rosetta” dell’astrofisica delle alte energie!”
Gli scienziati hanno utilizzato i dati sui neutrini provenienti dall’IceCube Neutrino Observatory in Antartide e da BZCat, uno dei cataloghi di blazar più accurati. Utilizzando questi dati si doveva dimostrare che i blazar le cui posizioni direzionali coincidevano con quelle dei neutrini non erano lì per caso.
Gli scienziati sviluppano quindi un software in grado di stimare quanto le distribuzioni di questi oggetti nel cielo sembrino uguali.
Andrea Tramacere ha detto, “Dopo aver lanciato i dadi più volte, abbiamo scoperto che l’associazione casuale poteva superare quella dei dati reali solo una volta su un milione di prove! Questa è una prova evidente che le nostre associazioni sono corrette”.
Nonostante i risultati ottenuti, il gruppo di studio ritiene che il numero di cose presenti in questo campione iniziale sia solo la “punta dell’iceberg”. Grazie al loro impegno hanno raccolto “nuove prove osservative”, che rappresentano la componente chiave nella creazione di modelli più accurati di acceleratori astrofisici.
Gli scienziati noto, “Ciò che dobbiamo fare ora è capire la differenza principale tra gli oggetti che emettono neutrini e quelli che non lo fanno. Questo ci aiuterà a capire fino a che punto l'ambiente e l'acceleratore “parlano” tra loro. Saremo quindi in grado di escludere alcuni modelli, migliorare il potere predittivo di altri e, infine, aggiungere altri pezzi all’eterno puzzle dell’accelerazione dei raggi cosmici!”
Riferimento della Gazzetta:
- Sara Buson, Andrea Tramacere, et al. Inizio di un viaggio attraverso l'universo: la scoperta delle fabbriche di neutrini extragalattici. Pubblicato il 2022 luglio 14 • © 2022. L'autore(i). Pubblicato da la Società Astronomica Americana. DOI: 10.3847/2041-8213/ac7d5b
