מצפה ניטרינו עצום קבור עמוק ב קרח אנטארקטי גילה רק את המקור החוץ-גלקטי השני של החלקיקים החמקמקים שנמצאו אי פעם.
בתוצאות פורסם בשבוע שעבר ב מדע, שיתוף הפעולה של IceCube מדווח על זיהוי נייטרינו מ"גלקסיה פעילה" הנקראת NGC 1068, הנמצאת במרחק של כ-47 מיליון שנות אור מכדור הארץ.
איך לזהות נייטרינו
ניטרינו הם חלקיקי יסוד ביישנים מאוד שלא מרבים ליצור אינטראקציה עם שום דבר אחר. כאשר הם התגלו לראשונה בשנות החמישים, הפיזיקאים הבינו במהרה שהם יהיו אידיאליים במובנים מסוימים לאסטרונומיה.
מכיוון שלניטרינו לעתים נדירות כל כך יש קשר לחלקיקים אחרים, הם יכולים לנוע ללא הפרעה ברחבי היקום. עם זאת, הביישנות שלהם גם מקשה על זיהוים. כדי לתפוס מספיק כדי להיות שימושי, אתה צריך גלאי גדול מאוד.
זה המקום שבו IceCube נכנס לתמונה. במהלך שבעה קיצים מ-2005 עד 2011, מדענים בתחנת הקוטב הדרומי אמונדסן-סקוט של אמריקה קדחו 86 חורים בקרח עם מקדחה של מים חמים. כל חור בעומק של כמעט 2.5 ק"מ, רוחב של כ-60 ס"מ, ומכיל 60 גלאי אור בגודל כדורסל המחוברים לרצועת כבל ארוכה.
איך זה עוזר לנו לזהות ניטרינו? מדי פעם, נייטרינו יתקל בפרוטון או נויטרון בקרח ליד גלאי. ההתנגשות מייצרת חלקיק הרבה יותר כבד הנקרא מיאון, שנוסע כל כך מהר שהוא פולט זוהר כחול, שגלאי האור יכולים לקלוט.
על ידי מדידת מתי האור הזה מגיע לגלאים שונים, ניתן לחשב את הכיוון ממנו הגיעו המיון (והניטרינו). כשמסתכלים על אנרגיות החלקיקים, מתברר שרוב הנייטרינים ש- IceCube מזהה נוצרים באטמוספירה של כדור הארץ.
עם זאת, חלק קטן מהנייטרינו אכן מגיע מהחלל החיצון. נכון לשנת 2022, זוהו אלפי ניטרינו מאיפשהו ביקום הרחוק.
מאיפה באים נייטרינו?
נראה שהם באים בצורה די אחידה מכל הכיוונים, ללא נקודות בהירות ברורות. זה אומר שחייבים להיות הרבה מקורות של ניטרינו בחוץ.
אבל מה הם המקורות האלה? יש הרבה מועמדים, עצמים בעלי צלילים אקזוטיים כמו גלקסיות פעילות, קוואזרים, בלאזרים והתפרצויות קרני גמא.
בשנת 2018, IceCube הכריזה על גילויו של פולט הניטרינו הראשון שזוהה בעל אנרגיה גבוהה: בלאזאר, שהוא סוג מסוים של גלקסיה שיורה במקרה סילון של חלקיקים עתירי אנרגיה לכיוון כדור הארץ.
הידוע בשם TXS 0506+056, הבלייזר זוהה לאחר ש- IceCube ראה ניטרינו בודד בעל אנרגיה גבוהה ושלח מברק דחוף של אסטרונום. טלסקופים אחרים נרתעו להסתכל על TXS 0506+056, וגילו שהוא גם פולט הרבה קרני גמא בו-זמנית.
זה הגיוני, מכיוון שאנו חושבים שהבלאזרים פועלים על ידי הגברת פרוטונים למהירויות קיצוניות, והפרוטונים עתירי האנרגיה הללו מקיימים אינטראקציה עם גזים וקרינה אחרים כדי לייצר גם קרני גמא וגם ניטרינו.
גלקסי אקטיבי
הבלזר היה המקור החוץ-גלקטי הראשון שהתגלה אי פעם. במחקר החדש הזה, IceCube זיהה את השני.
מדעני IceCube בחנו מחדש את העשור הראשון של הנתונים שאספו, תוך שימוש בשיטות חדשות ומפוארות כדי להוציא מדידות חדות יותר של כיווני נייטרינו ואנרגיה.
כתוצאה מכך, נקודה בהירה מעניינת כבר בזוהר הניטרינו ברקע הגיעה למיקוד חד יותר. כ-80 ניטרינו הגיעו מגלקסיה די קרובה ונחקרת היטב בשם NGC 1068 (הידועה גם בשם M77, מכיוון שהיא הערך ה-77 בקטלוג המפורסם של המאה ה-18 של עצמים אסטרונומיים מעניינים שיצר האסטרונום הצרפתי שארל מסייה).
ממוקמת כ-47 מיליון שנות אור מכדור הארץ, NGC 1068 היא "גלקסיה פעילה", גלקסיה עם ליבה בהירה במיוחד. הוא קרוב פי 100 בערך מהבלייזר TXS 0506+056, והזווית שלו ביחס אלינו פירושה שקרני גמא מליבתו מוסתרות מעינינו על ידי אבק. עם זאת, ניטרינו זום בשמחה ישר דרך האבק ואל החלל.
תגלית חדשה זו תספק שפע של מידע לאסטרופיזיקאים ואסטרונומים על מה בדיוק קורה בתוך NGC 1068. יש כבר מאות מאמרים המנסים להסביר כיצד פועלת הליבה הפנימית של הגלקסיה, והנתונים החדשים של IceCube מוסיפים קצת מידע על ניטרינו. יעזור לחדד את המודלים הללו.
מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.
תמונת אשראי: נאס"א / ESA / א. ואן דר הובן
