یک تیم بین المللی از دانشمندان برای اولین بار شواهدی از انتشار نوترینوهای پرانرژی از یک کهکشان فعال پیدا کردند. این کشف در رصدخانه IceCube Neutrino، یک رصدخانه غول پیکر نوترینو که توسط بنیاد ملی علوم تامین می شود، انجام شد که 1 میلیارد تن یخ ابزاری را در عمق 1.5 تا 2.5 کیلومتری زیر سطح قطب جنوب در نزدیکی قطب جنوب قرار داده است.
تیم شواهدی از انتشار نوترینو از NGC 1068 که با نام مسیه 77 نیز شناخته می شود، کهکشانی فعال در صورت فلکی قبرس. این کهکشان که تقریباً 47 میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد، با دوربین های دوچشمی بزرگ قابل رصد است.
فرانسیس هالزن، استاد فیزیک در دانشگاه ویسکانسین-مدیسون و محقق اصلی آیس کیوب، گفت: یک نوترینو می تواند منبعی را مشخص کند. اما تنها مشاهده با نوترینوهای متعدد، هسته مبهم پر انرژی ترین اجرام کیهانی را آشکار می کند. IceCube حدود 80 نوترینو انرژی ترال‌الکترون ولتی را از NGC 1068 جمع‌آوری کرده است که هنوز برای پاسخ به همه سؤالات ما کافی نیست. با این حال، آنها گام بزرگ بعدی به سوی تحقق نجوم نوترینو هستند.
برخلاف نور، نوترینوها ممکن است از نور فرار کنند جهانمتراکم ترین محیط اطراف در مقادیر بسیار زیاد است، و آنها می توانند این کار را انجام دهند در حالی که عمدتاً از تداخل ماده و میدان های الکترومغناطیسی که در فضای بین ستاره ای نفوذ می کنند اجتناب می کنند. اگرچه دانشمندان بیش از 60 سال است که نجوم نوترینو را تصور می کنند، اما به دلیل برهمکنش ضعیف آنها با ماده و تشعشع، تشخیص نوترینوها بسیار چالش برانگیز است. نوترینوها ممکن است بهترین پاسخ به سؤالات ما در مورد عملکرد شدیدترین اجرام در کیهان باشد.
دنیس کالدول، مدیر بخش فیزیک NSF، گفت: پاسخ به این سوالات گسترده در مورد کیهانی که ما در آن زندگی می کنیم، تمرکز اصلی بنیاد ملی علوم ایالات متحده است.
NGC 1068 یک کهکشان مارپیچی میله‌ای است. دارای بازوهای زخمی شل و یک برآمدگی مرکزی نسبتاً کوچک است. بیشتر تشعشعات کهکشان از طریق افتادن مواد در a تولید می شود سیاه چاله میلیون ها بار بزرگتر از ما خورشید.
هانس نیدرهاوزن، دانشیار فوق دکترا در دانشگاه ایالتی میشیگان و یکی از تحلیلگران اصلی مقاله، گفت: “مدل های اخیر از محیط های سیاه چاله در این اشیاء نشان می دهد که گاز، غبار و تشعشع باید پرتوهای گامایی را که در غیر این صورت با نوترینوها همراه می شوند، مسدود کنند. این تشخیص نوترینو از هسته NGC 1068 درک ما را از محیط اطراف سیاهچاله های کلان پرجرم بهبود می بخشد.
تئو گلاچ، دانشیار فوق دکترا در دانشگاه فنی مونیخ (TUM) در آلمان، گفت: NGC 1068 می‌تواند به یک شمع استاندارد برای تلسکوپ‌های نوترینویی آینده تبدیل شود. این کهکشان در حال حاضر یک جرم بسیار خوب برای اخترشناسان مطالعه شده است و نوترینوها به ما این امکان را می دهند که این کهکشان را متفاوت ببینیم. یک دیدگاه جدید مطمئناً بینش جدیدی به همراه خواهد داشت.»
ایگناسیو تابوادا، استاد فیزیک در موسسه فناوری جورجیا و سخنگوی IceCube Collaboration، گفت: این یافته‌ها نشان‌دهنده پیشرفت قابل‌توجهی در مطالعه قبلی روی NGC 1068 است که در سال 2020 منتشر شد. بخشی از این بهبود از تکنیک‌های پیشرفته و به‌روزرسانی دقیق کالیبراسیون آشکارساز حاصل شده است.»
کار توسط تیم‌های عملیات آشکارساز و کالیبراسیون، بازسازی‌های جهت‌گیری نوترینوها را برای تعیین دقیق NGC 1068 و فعال کردن این رصد امکان‌پذیر کرد. حل این منبع از طریق تکنیک‌های پیشرفته و کالیبراسیون‌های اصلاح‌شده ممکن شد، که نتیجه کار سخت IceCube Collaboration است.
تجزیه و تحلیل بهبود یافته راه را به سمت رصدخانه های نوترینو برتر در حال حاضر در کار نشان می دهد.
الیسا رسیونی، استاد فیزیک در TUM و یکی دیگر از تحلیلگران اصلی، گفت:, پرده برداری از جهان مبهم به تازگی آغاز شده است و نوترینوها قرار است عصر جدیدی از اکتشافات در نجوم را رهبری کنند.
مرجع مجله:
- ICECUBE Collaboration و همکاران. شواهدی برای انتشار نوترینو از کهکشان فعال نزدیک به NGC 1068. علمبه DOI: 10.1126/science.abg3395
