Ein internationales Wissenschaftlerteam hat erstmals Hinweise auf die Emission hochenergetischer Neutrinos aus einer aktiven Galaxie gefunden. Die Entdeckung wurde am IceCube Neutrino Observatory gemacht, einem riesigen Neutrino-Observatorium, das von der National Science Foundation finanziert wird und 1 Milliarde Tonnen instrumentiertes Eis 1.5 bis 2.5 Kilometer unter der Oberfläche der Antarktis nahe dem Südpol umfasst.
Das Team fand Beweise dafür Neutrino-Emission von NGC 1068, auch bekannt als Messier 77, einer aktiven Galaxie im Sternbild Cetus. Die Galaxie liegt fast 47 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und kann mit großen Ferngläsern beobachtet werden.
Francis Halzen, Professor für Physik an der University of Wisconsin-Madison und Hauptforscher von IceCube, sagte: „Ein Neutrino kann eine Quelle ausmachen. Aber nur die Beobachtung mit mehreren Neutrinos wird den verborgenen Kern der energiereichsten kosmischen Objekte offenbaren. IceCube hat rund 80 Neutrinos mit Teraelektronenvolt-Energie von NGC 1068 gesammelt, was noch nicht ausreicht, um alle unsere Fragen zu beantworten. Dennoch sind sie der nächste große Schritt zur Verwirklichung der Neutrino-Astronomie.“
Im Gegensatz zu Licht können Neutrinos aus dem Raum entweichen UniversumSie können die dichteste Umgebung in großen Mengen erreichen, und zwar unter weitgehender Vermeidung von Störungen durch Materie und elektromagnetische Felder, die den interstellaren Raum durchdringen. Obwohl sich Wissenschaftler seit mehr als 60 Jahren mit der Neutrino-Astronomie beschäftigen, ist es aufgrund ihrer schwachen Wechselwirkung mit Materie und Strahlung äußerst schwierig, Neutrinos nachzuweisen. Neutrinos kann unsere Fragen zur Funktionsweise der extremsten Objekte im Kosmos am besten beantworten.
Denise Caldwell, Direktorin der Physikabteilung der NSF, sagte: „Die Beantwortung dieser weitreichenden Fragen über das Universum, in dem wir leben, ist ein Hauptanliegen der US National Science Foundation.“
NGC 1068 ist eine Balkenspiralgalaxie. Es hat locker gewundene Arme und eine relativ kleine zentrale Ausbuchtung. Der größte Teil der Strahlung in der Galaxie wird durch Material erzeugt, das in eine fällt schwarzes Loch millionenfach massiver als unsere Sun.
Hans Niederhausen, Postdoktorand an der Michigan State University und einer der Hauptanalysatoren der Arbeit, sagte: „Neueste Modelle der Umgebungen von Schwarzen Löchern in diesen Objekten legen nahe, dass Gas, Staub und Strahlung die Gammastrahlen blockieren sollten, die sonst die Neutrinos begleiten würden. Dieser Neutrino-Nachweis aus dem Kern von NGC 1068 wird unser Verständnis der Umgebung supermassereicher Schwarzer Löcher verbessern.“
Theo Glauch, Postdoktorand an der Technischen Universität München (TUM) in Deutschland, sagte: „NGC 1068 könnte eine Standardkerze für zukünftige Neutrinoteleskope werden. Für Astronomen ist sie bereits ein sehr gut erforschtes Objekt, und Neutrinos werden es uns ermöglichen, diese Galaxie anders zu sehen. Ein neuer Blick wird sicherlich neue Erkenntnisse bringen.“
Ignacio Taboada, Physikprofessor am Georgia Institute of Technology und Sprecher der IceCube Collaboration, sagte: „Diese Ergebnisse stellen eine deutliche Verbesserung gegenüber einer früheren Studie zu NGC 1068 dar, die im Jahr 2020 veröffentlicht wurde. Ein Teil dieser Verbesserung ist auf verbesserte Techniken und eine sorgfältige Aktualisierung der Detektorkalibrierung zurückzuführen.“
„Die Arbeit der Detektorbetriebs- und Kalibrierungsteams ermöglichte bessere Neutrino-Richtungsrekonstruktionen, um NGC 1068 präzise zu lokalisieren und diese Beobachtung zu ermöglichen. Die Auflösung dieser Quelle wurde durch verbesserte Techniken und verfeinerte Kalibrierungen ermöglicht, ein Ergebnis der harten Arbeit der IceCube-Zusammenarbeit.“
Die verbesserte Analyse weist den Weg zu überlegenen Neutrino-Observatorien, die bereits in Arbeit sind.
Elisa Resconi, Professorin für Physik an der TUM und weitere Hauptanalysatorin, sagte, „Die Enthüllung des verborgenen Universums hat gerade erst begonnen, und Neutrinos werden eine neue Ära der Entdeckungen in der Astronomie einläuten.“
Journal Referenz:
- ICECUBE Collaboration et al. Hinweise auf Neutrino-Emission aus der nahegelegenen aktiven Galaxie NGC 1068. Wissenschaft. DOI: 10.1126/science.abg3395
