Il neutrino più potente mai rilevato potrebbe arrivare dai blazar
Il neutrino più energetico mai rilevato ha attraversato le profondità del Mar Mediterraneo nel febbraio 2023, e da allora la comunità scientifica non ha smesso di interrogarsi sulla sua origine. Una particella con un’energia di circa 220 PeV, oltre dieci volte superiore a qualsiasi altro neutrino cosmico osservato in precedenza. Ora, uno studio pubblicato sul Journal of Cosmology and Astroparticle Physics propone una spiegazione che fa venire i brividi: dietro questo evento straordinario potrebbero esserci i blazar, tra gli oggetti più estremi e violenti dell’universo conosciuto.
I blazar sono nuclei galattici attivi alimentati da buchi neri supermassicci che sparano getti enormi di plasma praticamente dritti verso la Terra. Pensarci fa un certo effetto. La rilevazione è avvenuta grazie a KM3NeT/ARCA, un osservatorio di neutrini situato al largo delle coste siciliane, che al momento dell’evento era operativo solo al 10% della configurazione finale. Eppure, anche in queste condizioni parziali, lo strumento ha catturato un segnale che nessuno aveva mai visto prima.
Come i ricercatori sono arrivati ai blazar
Il lavoro di indagine ha seguito una logica quasi da scena del crimine. I ricercatori hanno costruito simulazioni, confrontando i risultati con le osservazioni reali, cercando di capire quale tipo di sorgente cosmica potesse generare una particella così estrema. Meriem Bendahman, ricercatrice dell’INFN di Napoli e membro della collaborazione KM3NeT, ha spiegato che esistono diverse ipotesi. Una prevede che neutrini di questa energia nascano dall’interazione tra raggi cosmici ultra energetici e la radiazione cosmica di fondo. Ma l’altra possibilità, quella che ha guadagnato più credito, punta verso una popolazione diffusa di blazar capaci di accelerare particelle a livelli impensabili.
Un dettaglio importante: nessun segnale elettromagnetico corrispondente è stato trovato nella stessa regione di cielo. Niente onde radio, niente luce visibile, niente raggi gamma. Questo non esclude del tutto una sorgente puntiforme, ma spinge a pensare che il neutrino provenga da un flusso diffuso, con contributi da molte sorgenti diverse. Ed è proprio qui che i blazar entrano in gioco come principali indiziati.
I risultati reggono il confronto con altri osservatori
Per verificare la teoria, il team ha utilizzato uno strumento di simulazione chiamato AM3, modellando popolazioni realistiche di blazar e regolando due fattori chiave: il cosiddetto baryonic loading, che misura quanta energia trasportano i protoni rispetto agli elettroni, e l’indice spettrale dei protoni, che determina la distribuzione delle loro energie. Lo studio ha poi incrociato i dati con le osservazioni del telescopio spaziale Fermi della NASA e dell’IceCube Neutrino Observatory. Nessun altro osservatorio ha mai rilevato eventi simili, il che suggerisce che particelle del genere siano eccezionalmente rare. E il modello basato sui blazar riesce a spiegare anche questa rarità, senza produrre un eccesso di raggi gamma rispetto a quanto già misurato.
I risultati mostrano che una popolazione realistica di blazar, con parametri fisicamente motivati, potrebbe davvero essere all’origine di questo neutrino record. Ma servono ancora più dati. KM3NeT è tuttora in costruzione, e quando sarà completato permetterà analisi statistiche molto più potenti. Se le osservazioni future confermeranno questa teoria, la nostra comprensione di come funzionano i blazar e di quanta energia possano generare potrebbe cambiare radicalmente. Una finestra nuova sull’universo dei neutrini ultra energetici, insomma, si sta aprendo proprio adesso, dal fondo del Mediterraneo.
