Sebuah observatorium neutrino besar yang terkubur jauh di dalam Es Antartika telah menemukan hanya sumber ekstra-galaksi kedua dari partikel yang sulit dipahami yang pernah ditemukan.
Dalam hasil diterbitkan minggu lalu di Ilmu, kolaborasi IceCube melaporkan deteksi neutrino dari "galaksi aktif" yang disebut NGC 1068, yang terletak sekitar 47 juta tahun cahaya dari Bumi.
Cara Menemukan Neutrino
Neutrino adalah partikel fundamental yang sangat pemalu yang tidak sering berinteraksi dengan hal lain. Ketika mereka pertama kali terdeteksi pada 1950-an, fisikawan segera menyadari bahwa mereka dalam beberapa hal ideal untuk astronomi.
Karena neutrino sangat jarang berhubungan dengan partikel lain, mereka dapat melakukan perjalanan tanpa hambatan melintasi alam semesta. Namun, rasa malu mereka juga membuat mereka sulit untuk dideteksi. Untuk menangkap cukup berguna, Anda memerlukan detektor yang sangat besar.
Di situlah IceCube masuk. Selama tujuh musim panas dari 2005 hingga 2011, para ilmuwan di Stasiun Kutub Selatan Amundsen–Scott Amerika membuat 86 lubang di es dengan bor air panas. Setiap lubang memiliki kedalaman hampir 2.5 kilometer, lebar sekitar 60 sentimeter, dan berisi 60 detektor cahaya seukuran bola basket yang dipasang pada kabel yang panjang.
Bagaimana ini membantu kita mendeteksi neutrino? Kadang-kadang, neutrino akan menabrak proton atau neutron di dalam es di dekat detektor. Tabrakan menghasilkan partikel yang jauh lebih berat yang disebut muon, bergerak sangat cepat sehingga memancarkan cahaya biru, yang dapat ditangkap oleh detektor cahaya.
Dengan mengukur kapan cahaya ini tiba di detektor yang berbeda, arah muon (dan neutrino) berasal dapat dihitung. Dilihat dari energi partikelnya, ternyata sebagian besar neutrino yang dideteksi IceCube tercipta di atmosfer Bumi.
Namun, sebagian kecil neutrino memang berasal dari luar angkasa. Pada 2022, ribuan neutrino dari suatu tempat di alam semesta yang jauh telah diidentifikasi.
Dari Mana Neutrino Berasal?
Mereka tampaknya datang cukup seragam dari segala arah, tanpa titik terang yang jelas muncul. Ini berarti pasti ada banyak sumber neutrino di luar sana.
Tapi apa sumber-sumber ini? Ada banyak kandidat, objek yang terdengar eksotis seperti galaksi aktif, quasar, blazar, dan semburan sinar gamma.
Pada tahun 2018, IceCube mengumumkan penemuan pemancar neutrino energi tinggi pertama yang teridentifikasi: blazar, yang merupakan jenis galaksi tertentu yang kebetulan menembakkan semburan partikel berenergi tinggi ke arah Bumi.
Dikenal sebagai TXS 0506+056, blazar diidentifikasi setelah IceCube melihat satu neutrino berenergi tinggi dan mengirimkan telegram astronom yang mendesak. Teleskop lain bergegas untuk melihat TXS 0506+056, dan menemukan bahwa ia juga memancarkan banyak sinar gamma pada saat yang bersamaan.
Ini masuk akal, karena menurut kami blazar bekerja dengan mendorong proton ke kecepatan ekstrem, dan proton berenergi tinggi ini kemudian berinteraksi dengan gas dan radiasi lain untuk menghasilkan sinar gamma dan neutrino.
Galaksi yang Aktif
Blazar adalah sumber ekstra-galaksi pertama yang pernah ditemukan. Dalam studi baru ini, IceCube mengidentifikasi yang kedua.
Ilmuwan IceCube memeriksa kembali dekade pertama data yang mereka kumpulkan, menerapkan metode baru yang bagus untuk menarik pengukuran arah dan energi neutrino yang lebih tajam.
Akibatnya, titik terang yang sudah menarik di latar belakang cahaya neutrino menjadi fokus yang lebih tajam. Sekitar 80 neutrino berasal dari galaksi yang cukup dekat dan dipelajari dengan baik yang disebut NGC 1068 (juga dikenal sebagai M77, karena ini adalah entri ke-77 dalam katalog objek astronomi menarik abad ke-18 yang terkenal yang dibuat oleh astronom Prancis Charles Messier).
Terletak sekitar 47 juta tahun cahaya dari Bumi, NGC 1068 dikenal sebagai “galaksi aktif”, sebuah galaksi dengan inti yang sangat terang. Jaraknya sekitar 100 kali lebih dekat dari blazar TXS 0506+056, dan sudutnya relatif terhadap kita berarti sinar gamma dari intinya dikaburkan dari pandangan kita oleh debu. Namun, neutrino dengan senang hati meluncur menembus debu dan ke luar angkasa.
Penemuan baru ini akan memberikan banyak informasi kepada astrofisikawan dan astronom tentang apa yang sebenarnya terjadi di dalam NGC 1068. Sudah ada ratusan makalah yang mencoba menjelaskan cara kerja inti dalam galaksi, dan data IceCube baru menambahkan beberapa informasi tentang neutrino yang akan membantu menyempurnakan model ini.
Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.
Gambar Kredit: NASA / ESA / A.van der Hoeven
