Et internationalt hold af videnskabsmænd har for første gang fundet beviser for højenergi-neutrino-emission fra en aktiv galakse. Opdagelsen blev gjort ved IceCube Neutrino Observatory, et kæmpe neutrino-observatorium finansieret af National Science Foundation, der spænder over 1 milliard tons instrumenteret is 1.5 til 2.5 kilometer under overfladen af Antarktis nær Sydpolen.
Holdet fandt beviser på neutrino emission fra NGC 1068, også kendt som Messier 77, en aktiv galakse i stjernebilledet Cetus. Beliggende næsten 47 millioner lysår væk fra Jorden, kan galaksen observeres med store kikkerter.
Francis Halzen, professor i fysik ved University of Wisconsin-Madison og hovedefterforsker af IceCube, sagde: "Én neutrino kan udpege en kilde. Men kun observation med flere neutrinoer vil afsløre den tilslørede kerne af de mest energiske kosmiske objekter. IceCube har akkumuleret omkring 80 neutrinoer af teraelektronvolt-energi fra NGC 1068, som endnu ikke er nok til at besvare alle vores spørgsmål. Alligevel er de det næste store skridt mod realiseringen af neutrino-astronomi."
I modsætning til lys kan neutrinoer undslippe fra universs tætteste omgivelser i enorme mængder, og de kan gøre det, mens de for det meste undgår interferens fra stof og de elektromagnetiske felter, der gennemsyrer det interstellare rum. Selvom videnskabsmænd har forestillet sig neutrino-astronomi i mere end 60 år, er det ekstremt udfordrende at opdage neutrinoer på grund af deres svage interaktion med stof og stråling. neutrinoer kan bedst besvare vores spørgsmål vedrørende driften af de mest ekstreme objekter i kosmos.
Denise Caldwell, direktør for NSF's Physics Division, sagde: "At besvare disse vidtrækkende spørgsmål om universet, vi lever i, er et primært fokus for US National Science Foundation."
NGC 1068 er en sprossed spiralgalakse. Den har løst sårede arme og en forholdsvis lille central bule. Det meste af strålingen i galaksen produceres af materiale, der falder ned i en sort hul millioner af gange mere massiv end vores Sol.
Hans Niederhausen, en postdoc ved Michigan State University og en af papirets vigtigste analysatorer, sagde: "Seneste modeller af sorte hul miljøer i disse objekter tyder på, at gas, støv og stråling bør blokere de gammastråler, der ellers ville ledsage neutrinoerne. Denne neutrino-detektion fra kernen af NGC 1068 vil forbedre vores forståelse af miljøerne omkring supermassive sorte huller."
Theo Glauch, en postdoc ved Münchens Tekniske Universitet (TUM) i Tyskland, sagde: "NGC 1068 kan blive et standardlys til fremtidige neutrinoteleskoper. Det er allerede et meget velundersøgt objekt for astronomer, og neutrinoer vil give os mulighed for at se denne galakse anderledes. Et nyt syn vil helt sikkert bringe ny indsigt.”
Ignacio Taboada, fysikprofessor ved Georgia Institute of Technology og talsmand for IceCube Collaboration, sagde: "Disse resultater repræsenterer en væsentlig forbedring i forhold til en tidligere undersøgelse af NGC 1068 offentliggjort i 2020. En del af denne forbedring kom fra forbedrede teknikker og en omhyggelig opdatering af detektorkalibreringen."
"Arbejdet fra detektoroperations- og kalibreringsholdene muliggjorde bedre neutrino-retningsrekonstruktioner for præcist at lokalisere NGC 1068 og muliggøre denne observation. Løsningen af denne kilde blev gjort mulig gennem forbedrede teknikker og raffinerede kalibreringer, et resultat af IceCube-samarbejdets hårde arbejde."
Den forbedrede analyse peger på vejen mod overlegne neutrinobservatorier, der allerede er i gang.
Elisa Resconi, professor i fysik ved TUM og en anden hovedanalysator, sagde, "Afsløringen af det tilslørede univers er lige begyndt, og neutrinoer skal lede en ny æra af opdagelser inden for astronomi."
Journal Reference:
- ICECUBE Collaboration et al. Beviser for neutrino-emission fra den nærliggende aktive galakse NGC 1068. Videnskab. DOI: 10.1126/science.abg3395
