Agujeros negros como aceleradores de partículas fantasma exprés
Un nuevo estudio confirmó: las ondas de choque en el plasma alrededor de agujeros negros supermasivos en los centros de galaxias funcionan como olas oceánicas que empujan a los protones a velocidades cercanas a la luz. Incluso una onda débil les cede una décima parte de su energía, como si una suave resaca lanzara a un surfista al espacio. Reflejándose en los campos magnéticos, los protones acumulan energía, un millón de veces mayor que en el Gran Colisionador de Hadrones, y generan neutrinos, partículas que atraviesan planetas como si fueran vacío.
Pero, ¿por qué se detectan neutrinos de la galaxia NGC 1068 y no rayos gamma? Los rayos gamma nacidos en la onda se ahogan en las profundidades del plasma, como la luz en agua turbia. La corona del agujero negro no deja pasar la luz, pero para los neutrinos es solo una ligera ondulación. El acelerador es selectivo: los electrones apenas reciben energía, y los protones salen disparados como los protagonistas.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2601.01999v2
Recent observations by the IceCube Neutrino Observatory have revealed a significant excess of high-energy neutrinos from nearby Seyfert galaxies, such as NGC~1068, without a corresponding flux of high-energy gamma-rays. This suggests that neutrinos are produced via hadronic interactions in a region opaque to gamma-rays, likely a hot corona surrounding the central supermassive black hole. However, the mechanism responsible for accelerating the parent protons to the required energies ($$\sim 100$$ TeV) remains an open question. In this study, we investigate diffusive shock acceleration (DSA) in active galactic nucleus (AGN) coronae using a suite of one-dimensional Particle-in-cell (PIC) simulations spanning a broad range of plasma parameters. We find that DSA is a robust and efficient mechanism for proton acceleration, consistently channeling approximately 10\% of the shock's kinetic energy into non-thermal ions, even for shocks with sonic Mach number as low as $$ M_s \approx 2$$. In contrast, the efficiency of electron acceleration is highly variable and less efficient ($$<1\%$$) in our parameter survey. These findings provide strong, first-principles support for the hadronic models of neutrino production in AGN and offer quantitative constraints that can explain the observed gamma-ray deficit.
Las ondas de choque en el espacio pueden acelerar partículas hasta energías un millón de veces mayores que las del Gran Colisionador de Hadrones, el acelerador más potente de la Tierra.
En la novela de Stanisław Lem "La voz del Señor", los neutrinos sirven como medio ideal para la comunicación interestelar debido a su capacidad de atravesar cualquier cosa.