hacen eructar rayos cósmicos y neutrinos
Destrozado en pedazos. Crédito de la imagen: Chandra X-ray Observatory Center / NASA
Por Mika McKinnon para New Scientist Noviembre 17 de 2017
Las estrellas enanas blancas desgarradas por los agujeros negros podrían explicar lluvias de rayos cósmicos de alta energía y neutrinos que vemos en la Tierra.
Los rayos cósmicos y los neutrinos son parte de la lluvia de partículas subatómicas del espacio que bombardean la Tierra todos los días. Pero, ¿qué produce estas partículas difíciles de detectar? Un equipo dirigido por Daniel Biehl en Deutsches Elektronen-Synchrotron en Alemania sugiere que los eventos de interrupción de las mareas en las enanas blancas podrían ser responsables.
"Un evento de interrupción de las mareas es lo que sucede cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro y la fuerte gravedad desgarra a la estrella", dice Cecilia Lunardini en la Universidad Estatal de Arizona. "Parte de los restos de la estrella destruida cae en el agujero negro, y esto hace que el agujero negro emita energía y acelere las partículas".
En teoría, la energía extrema de los chorros de agujeros negros es suficiente para desintegrar los núcleos atómicos en una reacción en cascada que produce neutrinos de alta energía y rayos cósmicos de ultra alta energía. Los investigadores sugieren que un solo proceso, la desintegración de los núcleos arrancados de las enanas blancas y acelerados en los chorros de los agujeros negros, podría producir simultáneamente ambos tipos de partículas subatómicas. Julian Krolik en la Universidad John Hopkins está de acuerdo en que es una posibilidad.
Agujeros negros
"Realmente no somos muy buenos entendiendo cómo se aceleran los rayos cósmicos", dice Krolik. Con una comprensión incierta de la mecánica detrás de cómo los rayos cósmicos pueden alcanzar velocidades tan altas, no está claro si el entorno extremo de los chorros de agujeros negros podría ser responsable.
Krolik explica que solo una pequeña porción de agujeros negros produce chorros relativistas, aunque los científicos no saben por qué. Del mismo modo, solo una pequeña porción de agujeros negros tiene estrellas enanas blancas cercanas que pueden separarse para producir eventos de interrupción de las mareas. Esto significa que tomará tiempo y suerte observar con éxito los eventos de interrupción de la marea en las enanas blancas cerca de los agujeros negros que son capaces de producir aviones.
Aunque los eventos de interrupción de las mareas se teorizaron hace décadas y los investigadores han detectado muchos eventos potenciales, solo se confirman un puñado de observaciones. "La tasa de estos eventos para una enana blanca es aún más incierta que la tasa de eventos que involucran estrellas ordinarias", dice Krolik.
Una pregunta abierta
Esta escasa información significa que los investigadores todavía no comprenden cómo se desarrollan los eventos de disrupción mareal, y mucho menos si podrían ser la fuente misteriosa de los rayos cósmicos y neutrinos de mayor energía.
Lunardini está de acuerdo y dice que esta es una explicación teórica que solo se confirmará si vemos futuras observaciones simultáneas de rayos X que indiquen un evento de interrupción de la marea y neutrinos entrantes del mismo lugar. Incluso entonces, otros procesos pueden estar en el trabajo que también producen estas partículas de alta energía.
Pero a medida que los estudios del cielo se hacen más exhaustivos y los detectores de partículas se vuelven más sensibles, los investigadores podrán determinar mejor si los eventos de interrupción de las mareas son responsables de las partículas de mayor energía. Incluso si ellos no son la única fuente, Lunardini piensa que todavía podrían contribuir al menos con algunas de las partículas.
"Esta sigue siendo una pregunta muy abierta", coincide Lunardini. "Es interesante buscar alternativas".
ArXiv: arxiv.org/abs/1711.03555v1
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