Neutrino berenergi tinggi mungkin berasal dari lubang hitam yang mengoyak bintang

Ketika sebuah bintang terlalu dekat dengan lubang hitam, bunga api beterbangan. Dan, berpotensi, begitu juga partikel subatomik yang disebut neutrino.

Sebuah pertunjukan cahaya yang dramatis terjadi ketika sebuah lubang hitam supermasif merobek sebuah bintang yang bandel. Sekarang, untuk kedua kalinya, neutrino berenergi tinggi telah terlihat yang mungkin berasal dari salah satu “peristiwa gangguan pasang surut” ini, lapor para peneliti dalam sebuah penelitian yang diterima di Surat Tinjauan Fisik.

Partikel ringan ini, yang tidak memiliki muatan listrik, meluncur melintasi kosmos dan dapat dideteksi saat tiba di Bumi. Asal usul neutrino zippy seperti itu adalah misteri besar dalam fisika. Untuk membuatnya, kondisi harus tepat untuk mempercepat partikel bermuatan secara drastis, yang kemudian akan menghasilkan neutrino. Para ilmuwan telah mulai menyusun kandidat yang mungkin untuk akselerator partikel kosmik. Pada tahun 2020, para peneliti melaporkan neutrino pertama yang terkait dengan peristiwa gangguan pasang surut (SN: 26/5/20). Neutrino lain telah terikat pada inti galaksi aktif, daerah terang di pusat beberapa galaksi (SN: 12/7/18).

Ditemukan pada tahun 2019, peristiwa gangguan pasang surut yang dilaporkan dalam studi baru ini menonjol. “Itu sangat cerah; itu benar-benar salah satu transien paling terang yang pernah terlihat,” kata fisikawan astropartikel Marek Kowalski dari Deutsches Elektronen-Synchrotron, atau DESY, di Zeuthen, Jerman.

Transien adalah suar berumur pendek di langit, seperti peristiwa gangguan pasang surut dan ledakan bintang yang disebut supernova. Pengamatan lebih lanjut dari ledakan brilian mengungkapkan bahwa itu bersinar dalam inframerah, sinar-X dan panjang gelombang cahaya lainnya.

Kira-kira setahun setelah penemuan suar, observatorium neutrino Antartika IceCube melihat neutrino berenergi tinggi. Dengan menelusuri jalur partikel ke belakang, para peneliti menentukan bahwa neutrino berasal dari sekitar suar.

Pertarungan antara dua acara bisa jadi kebetulan. Tetapi ketika digabungkan dengan neutrino sebelumnya yang terkait dengan peristiwa gangguan pasang surut, kasusnya menjadi lebih kuat. Probabilitas menemukan dua asosiasi semacam itu secara kebetulan hanya sekitar 0,034 persen, kata para peneliti.

Masih belum jelas bagaimana peristiwa gangguan pasang surut akan menghasilkan neutrino berenergi tinggi. Dalam satu skenario yang diusulkan, semburan partikel yang terlempar dari lubang hitam dapat mempercepat proton, yang dapat berinteraksi dengan radiasi di sekitarnya untuk menghasilkan neutrino yang cepat.

‘Kami membutuhkan lebih banyak data … untuk mengatakan bahwa ini adalah sumber neutrino nyata atau bukan,’ kata astrofisikawan Kohta Murase dari Penn State University, rekan penulis studi baru. Jika hubungan antara neutrino dan peristiwa gangguan pasang surut itu nyata, dia optimistis para peneliti tidak perlu menunggu terlalu lama. “Jika ini masalahnya, kita akan melihat lebih banyak.”

Tetapi para ilmuwan tidak semua setuju bahwa suar itu adalah peristiwa gangguan pasang surut. Sebaliknya, itu bisa menjadi jenis supernova yang sangat terang, astrofisikawan Irene Tamborra dan rekan menyarankan pada 20 April. Jurnal Astrofisika.

Dalam supernova seperti itu, jelas bagaimana neutrino energik dapat diproduksi, kata Tamborra, dari Institut Niels Bohr di Universitas Kopenhagen. Proton yang dipercepat oleh gelombang kejut supernova dapat bertabrakan dengan proton di medium yang mengelilingi bintang, menghasilkan partikel lain yang dapat meluruh untuk membuat neutrino.

Baru-baru ini pengamatan neutrino berenergi tinggi dan transien telah cukup meningkat untuk memungkinkan para ilmuwan menemukan hubungan potensial antara keduanya. “Ini mengasyikkan,” kata Tambora. Tetapi seperti yang ditunjukkan oleh perdebatan tentang asal usul neutrino yang baru terdeteksi, “pada saat yang sama, ia mengungkap banyak hal yang tidak kita ketahui.”

BACA JUGA :  7 Makanan Kucing Gurih yang Akan Disukai Kucing Anda

Leave a Reply

Your email address will not be published.