Nell’Universo ci sono ancora un sacco di oggetti misteriosi, in particolare se andiamo a curiosare molto lontano da noi. Per questo costruiamo telescopi sempre più potenti e rivelatori in grado di misurare particelle provenienti dagli angoli più remoti del cosmo. I ricercatori di IceCube, un telescopio per neutrini operante nei ghiacci dell’Antartide, hanno finalmente identificato un neutrino proveniente da una sorgente posta al di fuori della nostra galassia: è un primo piccolo passo che apre un nuovo capitolo dell’astronomia e dell’astrofisica.
IceCube è una enorme matrice di rivelatori di luce, immersi a grande profondità nel ghiaccio del Polo Sud: il ghiaccio stesso rende possibile rivelare particelle che lo attraversano, grazie alla radiazione Cherenkov. Per poter osservare neutrini provenienti da galassie lontane è stato necessario posizionare questi rivelatori su un volume di oltre un chilometro cubo. L’unica alternativa al ghiaccio polare è il fondo marino: una collaborazione europea sta costruendo un altro grande telescopio nel Mediterraneo, KM3NeT. Insieme, IceCube e KM3NeT potranno osservare tutto il cielo e, potenzialmente, fare una “fotografia” dell’Universo usando neutrini di alta energia.
Avevamo già parlato di IceCube qui, ma ci sono voluti altri due anni per capire meglio cosa era stato misurato: in particolare, un neutrino di energia altissima, circa 2 milioni di miliardi di elettronvolt, registrato come evento HESE-35 e soprannominato BigBird, ha attratto l’attenzione di tutti. L’elettronvolt è usato largamente in fisica delle particelle, e corrisponde all’energia acquisita da una carica elementare (ad esempio un elettrone) quando è accelerato da una differenza di potenziale di un volt: è un valore molto piccolo, ma nel caso di BigBird gli elettronvolt sono davvero tanti, circa pari all’energia di un oggetto di mezzo grammo che si muove a un metro al secondo. Questa energia è centinaia di volte più alta di quella che riusciamo a dare a un protone con i nostri acceleratori più potenti ed è portata da un neutrino, che pesa meno di un miliardesimo di un protone… la curiosità di capire cosa può averlo prodotto è ovviamente molto forte!
I tre eventi più energetici registrati da IceCube, ogni sfera rappresenta, con il colore e le dimensioni, la quantità di luce raccolta dai singoli rivelatori di luce. Da destra, gli eventi soprannominati Bert, Ernie e BigBird (foto IceCube Collaboration)
Gli scienziati hanno quindi cercato di ricostruire al meglio da dove provieneBigBird. I neutrini non vengono deviati dai campi magnetici, quindi è possibile risalire alla loro origine e, almeno in linea di principio, ciò è anche relativamente semplice. Identificata la regione di cielo incriminata, gli scienziati hanno investigato tutti gli eventi di alta energia compatibili con l’istante di arrivo di BigBird. Tra i candidati inizialmente ritenuti più promettenti c’era la galassia Centauro A (NGC5128), che ha un nucleo molto attivo dominato da un enorme buco nero: un’analisi accurata ha però escluso questa galassia, proprio a causa dell’energia troppo alta di BigBird. Una serie di altri possibili candidati sono stati investigati ed esclusi, fino ad arrivare a PKS B1424–418, un blazar distante una quindicina di miliardi di anni luce da noi, che ha visto una forte crescita delle sue emissioni proprio in concomitanza con l’arrivo del nostro neutrino superenergetico.
Un blazar è un particolare oggetto dello spazio profondo, caratterizzato da un’altissima emissione di energia, molto piu grande di quella tipica di una galassia, e molto variabile nel tempo. I meccanismi di funzionamento dei blazar non sono ancora del tutto noti e questi oggetti sono tra i piu interessanti per gli astrofisici di oggi: non sappiamo ancora quando i telescopi per neutrini potranno darci informazioni davvero importanti per capirne i meccanismi, ma anche grazie a BigBird possiamo iniziare a sperare che prima o poi possano davvero.
Immagine di copertina: il building di IceCube e l’aurora boreale (o australe?), foto Sven Lidstrom, IceCube/NSF
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