مرصد نيوترينو هائل مدفون في أعماق جليد القطب الجنوبي اكتشف فقط المصدر الثاني خارج المجرة للجسيمات المراوغة التي تم العثور عليها على الإطلاق.
في النتائج نشرت الأسبوع الماضي في علوم, أفاد تعاون IceCube عن اكتشاف نيوترينوات من "مجرة نشطة" تسمى NGC 1068 ، والتي تقع على بعد حوالي 47 مليون سنة ضوئية من الأرض.
كيف تكتشف نيوترينو
النيوترينوات هي جسيمات أساسية خجولة جدًا ولا تتفاعل غالبًا مع أي شيء آخر. عندما تم اكتشافها لأول مرة في الخمسينيات من القرن الماضي ، سرعان ما أدرك الفيزيائيون أنها ستكون بطريقة ما مثالية لعلم الفلك.
نظرًا لأن النيوترينوات نادرًا ما يكون لها أي علاقة بالجسيمات الأخرى ، فيمكنها السفر دون عوائق عبر الكون. ومع ذلك ، فإن خجلهم يجعل من الصعب اكتشافهم. لالتقاط ما يكفي ليكون مفيدًا ، أنت بحاجة إلى كاشف كبير جدًا.
وهنا يأتي دور IceCube. على مدار سبعة فصول من 2005 إلى 2011 ، ملل العلماء في محطة Amundsen-Scott South Pole الأمريكية 86 حفرة في الجليد باستخدام مثقاب بالماء الساخن. يبلغ عمق كل ثقب 2.5 كيلومتر تقريبًا ، وعرضه حوالي 60 سنتيمترًا ، ويحتوي على 60 كاشفًا للضوء بحجم كرة السلة متصل بكابل ممتد طويل.
كيف يساعدنا هذا في اكتشاف النيوترينوات؟ في بعض الأحيان ، يصطدم النيوترينو ببروتون أو نيوترون في الجليد بالقرب من كاشف. ينتج عن الاصطدام جسيم أثقل بكثير يسمى الميون ، يسافر بسرعة كبيرة ويصدر وهجًا أزرق ، يمكن لأجهزة الكشف عن الضوء التقاطه.
من خلال قياس وقت وصول هذا الضوء إلى أجهزة كشف مختلفة ، يمكن حساب الاتجاه الذي أتى منه الميون (والنيوترينو). بالنظر إلى طاقات الجسيمات ، اتضح أن معظم النيوترينوات التي يكتشفها IceCube تتشكل في الغلاف الجوي للأرض.
ومع ذلك ، فإن جزءًا صغيرًا من النيوترينوات يأتي من الفضاء الخارجي. اعتبارًا من عام 2022 ، تم تحديد آلاف النيوترينوات من مكان ما في الكون البعيد.
من أين تأتي النيوترينوات؟
يبدو أنها تأتي بشكل موحد إلى حد ما من جميع الاتجاهات ، دون ظهور أي نقاط مضيئة واضحة. هذا يعني أنه يجب أن يكون هناك الكثير من مصادر النيوترينوات.
لكن ما هي هذه المصادر؟ هناك الكثير من الأشياء المرشحة ، والأجسام الغريبة مثل المجرات النشطة ، والكوازارات ، والمتفجرات ، وانفجارات أشعة جاما.
في عام 2018 ، أعلن IceCube عن اكتشاف أول باعث للنيوترينو عالي الطاقة تم تحديده: Blazar ، وهو نوع خاص من المجرات التي تصادف أنها تطلق نفاثة من الجسيمات عالية الطاقة في اتجاه الأرض.
المعروف باسم TXS 0506 + 056 ، تم التعرف على البلازار بعد أن رأى IceCube نيوترينوًا واحدًا عالي الطاقة وأرسل برقية فلكية عاجلة. سارعت تلسكوبات أخرى لإلقاء نظرة على TXS 0506 + 056 ، واكتشفت أنها تصدر أيضًا الكثير من أشعة جاما في نفس الوقت.
هذا أمر منطقي ، لأننا نعتقد أن البلازارات تعمل عن طريق تعزيز البروتونات إلى سرعات قصوى ، ومن ثم تتفاعل هذه البروتونات عالية الطاقة مع الغاز والإشعاع الآخرين لإنتاج كل من أشعة جاما والنيوترينوات.
مجرة نشطة
كان Blazar أول مصدر خارج المجرة يتم اكتشافه على الإطلاق. في هذه الدراسة الجديدة ، حدد IceCube الثانية.
أعاد علماء IceCube فحص العقد الأول من البيانات التي جمعوها ، مطبقين طرقًا جديدة رائعة لسحب قياسات أكثر دقة لاتجاهات النيوترينو والطاقة.
نتيجة لذلك ، ظهرت نقطة مضيئة مثيرة للاهتمام بالفعل في توهج النيوترينو في الخلفية بشكل أكثر حدة. جاء حوالي 80 نيوترينوات من مجرة قريبة إلى حد ما تمت دراستها جيدًا تسمى NGC 1068 (تُعرف أيضًا باسم M77 ، حيث إنها المدخل رقم 77 في كتالوج القرن الثامن عشر الشهير للأجسام الفلكية المثيرة للاهتمام التي أنشأها عالم الفلك الفرنسي تشارلز ميسيير).
تقع NGC 47 على بعد حوالي 1068 مليون سنة ضوئية من الأرض ، وهي معروفة باسم "المجرة النشطة" ، وهي مجرة ذات نواة شديدة السطوع. إنه أقرب بحوالي 100 مرة من Blazar TXS 0506 + 056 ، وزاويته بالنسبة لنا تعني أن أشعة غاما من قلبه تحجبها الغبار عن رؤيتنا. ومع ذلك ، فإن النيوترينوات تقترب بسعادة عبر الغبار إلى الفضاء.
سيوفر هذا الاكتشاف الجديد ثروة من المعلومات لعلماء الفيزياء الفلكية وعلماء الفلك حول ما يحدث بالضبط داخل NGC 1068. هناك بالفعل مئات الأوراق التي تحاول شرح كيفية عمل اللب الداخلي للمجرة ، وتضيف بيانات IceCube الجديدة بعض المعلومات حول النيوترينوات التي سيساعد على صقل هذه النماذج.
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
الصورة الائتمان: ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية / أ. فان دير هوفن
