اكتشف فريق دولي من العلماء دليلاً على انبعاث النيوترينو عالي الطاقة من مجرة نشطة لأول مرة. تم هذا الاكتشاف في مرصد آيس كيوب نيوترينو، وهو مرصد نيوترينو عملاق تموله مؤسسة العلوم الوطنية ويمتد على مليار طن من الجليد المجهز على عمق 1 إلى 1.5 كيلومتر تحت سطح القارة القطبية الجنوبية بالقرب من القطب الجنوبي.
ووجد الفريق أدلة على انبعاث النيوترينو من NGC 1068، والمعروفة أيضًا باسم Messier 77، وهي مجرة نشطة تقع في كوكبة قيطس. وتقع هذه المجرة على بعد 47 مليون سنة ضوئية تقريبًا من الأرض، ويمكن رؤيتها بمنظار كبير.
وقال فرانسيس هالزن، أستاذ الفيزياء في جامعة ويسكونسن ماديسون والباحث الرئيسي في آيس كيوب: "يمكن لنيوترينو واحد أن يحدد المصدر. لكن المراقبة باستخدام النيوترينوات المتعددة فقط هي التي ستكشف عن النواة الغامضة للأجسام الكونية الأكثر نشاطًا. وقد جمع آيس كيوب حوالي 80 نيوترينو من طاقة تيرا إلكترون فولت من NGC 1068، وهي ليست كافية حتى الآن للإجابة على جميع أسئلتنا. ومع ذلك، فهي الخطوة الكبيرة التالية نحو تحقيق علم فلك النيوترينو.
على عكس الضوء، قد تفلت النيوترينوات من الفضاء الكونبيئتنا الأكثر كثافة بكميات هائلة، ويمكنهم القيام بذلك مع تجنب التداخل من المادة والمجالات الكهرومغناطيسية التي تتخلل الفضاء بين النجوم. على الرغم من أن العلماء تصوروا علم فلك النيوترينوات لأكثر من 60 عامًا، إلا أنه من الصعب للغاية اكتشاف النيوترينوات بسبب تفاعلها الضعيف مع المادة والإشعاع. النيوترونات قد يجيب بشكل أفضل على أسئلتنا المتعلقة بعمل الأجسام الأكثر تطرفًا في الكون.
قال دينيس كالدويل، مدير قسم الفيزياء في NSF: "إن الإجابة على هذه الأسئلة البعيدة المدى حول الكون الذي نعيش فيه هي محور التركيز الأساسي لمؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية."
NGC 1068 هي مجرة حلزونية قضيبية. لها أذرع مجروحة بشكل فضفاض وانتفاخ مركزي صغير نسبيًا. يتم إنتاج معظم الإشعاع الموجود في المجرة بواسطة مواد تسقط في الثقب الأسود أكبر بملايين المرات من كوكبنا تعرض جيد للشمس.
وقال هانز نيدرهاوزن، زميل ما بعد الدكتوراه في جامعة ولاية ميشيغان وأحد المحللين الرئيسيين للورقة: "أحدث الموديلات بيئات الثقب الأسود في هذه الأجسام تشير إلى أن الغاز والغبار والإشعاع يجب أن يحجب أشعة جاما التي قد تصاحب النيوترينوات. سيؤدي اكتشاف النيوترينو من قلب NGC 1068 إلى تحسين فهمنا للبيئات المحيطة بالثقوب السوداء الهائلة.
وقال ثيو جلاوتش، زميل ما بعد الدكتوراه في جامعة ميونيخ التقنية (TUM) في ألمانيا: "يمكن أن تصبح NGC 1068 بمثابة شمعة قياسية لتلسكوبات النيوترينو المستقبلية. إنه بالفعل جسم مدروس جيدًا من قبل علماء الفلك، وستسمح لنا النيوترينوات برؤية هذه المجرة بشكل مختلف. ومن المؤكد أن وجهة النظر الجديدة ستجلب رؤى جديدة.
وقال إجناسيو تابوادا، أستاذ الفيزياء في معهد جورجيا للتكنولوجيا والمتحدث الرسمي باسم مؤسسة IceCube Collaboration: "تمثل هذه النتائج تحسنًا كبيرًا مقارنة بدراسة سابقة حول NGC 1068 نُشرت في عام 2020. وجاء جزء من هذا التحسن من التقنيات المحسنة والتحديث الدقيق لمعايرة الكاشف."
"لقد أتاح العمل الذي قامت به فرق عمليات الكاشف والمعايرة عمليات إعادة بناء أفضل لاتجاه النيوترينو لتحديد NGC 1068 بدقة وتمكين هذه المراقبة. لقد أصبح حل هذا المصدر ممكنًا من خلال التقنيات المحسنة والمعايرة المحسنة، وهي نتيجة للعمل الشاق الذي قامت به مؤسسة IceCube Collaboration.
ويشير التحليل المحسن إلى الطريق نحو مراصد النيوترينو المتفوقة التي يجري العمل عليها بالفعل.
إليسا ريسكوني، أستاذة الفيزياء في TUM ومحللة رئيسية أخرى، محمد, "لقد بدأ للتو الكشف عن الكون الغامض، ومن المقرر أن تقود النيوترينوات عصرًا جديدًا من الاكتشافات في علم الفلك."
المرجع مجلة:
- تعاون آيسي كيوب وآخرون. دليل على انبعاث النيوترينو من المجرة النشطة القريبة NGC 1068. علوم. دوى: 10.1126 / العلوم. abg3395
