קרניים קוסמיות המורכבות מחלקיקים בעלי מטען חשמלי גבוה מאוד מפציצות את האטמוספירה של כדור הארץ ללא הרף. החלקיקים האלה מגיעים מהחלל החיצון העמוק, הם עברו מיליארדי שנות אור. עם זאת, מאיפה הם מגיעים? מה יורה בהם דרך היקום בכוח אדיר שכזה? שאלות אלו היו בין האתגרים המשמעותיים ביותר של האסטרופיזיקה במשך למעלה ממאה שנה.
צוות מחקר בינלאומי בראשות ה אוניברסיטת וירצבורג ו אוניברסיטת ג'נבה (UNIGE) שופך אור על היבט אחד של המסתורין הזה: נייטרינו נחשבים נולדים בבלזארים, גרעינים גלקטיים הניזונים מסופר-מאסיבי חורים שחורים.
שרה בוסון תמיד חשבה על זה כעל משימה משמעותית. בשנת 2017, החוקר ושותפיו הציגו לראשונה בלאזאר (TXS 0506+056) כמקור ניטרינו פוטנציאלי. מחקר זה עורר ויכוח מדעי בשאלה האם באמת יש קשר בין בלאזרים לבין ניטרינו בעלי אנרגיה גבוהה.
לאחר שעשה את הצעד הראשוני והחיובי הזה, הצוות של פרופ' בוסון קיבל מימון ממועצת המחקר האירופית להשיק פרויקט מחקר רב-שליחים שאפתני ביוני 2021. ניתוח אותות (או "שליחים", למשל, ניטרינו) רבים מהיקום הוא נדרש. המטרה העיקרית היא לשפוך אור על מקורם של ניטרינו אסטרופיזיקלי, פוטנציאלי לאשר בלזארים כמקור הוודאי הראשון של ניטרינו חוץ-גלקטיים בעלי אנרגיה גבוהה.
הפרויקט מציג כעת את הצלחתו הראשונה. מדענים מאשרים שניתן לקשר בלאזארים בביטחון לנייטרינו אסטרופיזיקלי ברמה חסרת תקדים של ודאות.
אנדריאה טרמסיר מאוניברסיטת ז'נבה אמרה, "תהליך ההצטברות וסיבוב החור השחור מובילים להיווצרות סילונים רלטיביסטיים, שבהם חלקיקים מואצים ופולטים קרינה עד לאנרגיות של אלף מיליארד מזו של האור הנראה! גילוי הקשר בין העצמים הללו לבין הקרניים הקוסמיות עשוי להיות 'אבן הרוזטה' של האסטרופיזיקה עתירת האנרגיה!"
מדענים השתמשו בנתוני נייטרינו ממצפה הניוטרינו IceCube באנטארקטיקה ו-BZCat, אחד הקטלוגים המדויקים ביותר של בלאזרים. באמצעות הנתונים האלה, הם היו צריכים להוכיח שהבלאזרים שעמדות הכיוון שלהם תואמות את אלה של הנייטרינו לא היו שם במקרה.
לאחר מכן מדענים מפתחים תוכנה שיכולה להעריך עד כמה ההתפלגות של העצמים הללו בשמים נראים זהים.
אנדריאה טרמסיר אמרה, "אחרי שהטלנו את הקובייה מספר פעמים, גילינו שהאסוציאציה האקראית יכולה לעלות רק על זה של הנתונים האמיתיים פעם במיליון ניסויים! זו עדות חזקה לכך שהאסוציאציות שלנו נכונות".
למרות ההישגים שלהם, צוות המחקר מרגיש שמספר הדברים במדגם הראשוני הזה הוא רק "קצה הקרחון". הם אספו "ראיות תצפיתיות חדשות" הודות למאמץ שלהם, שהוא המרכיב המרכזי ביצירת מודלים מדויקים יותר של מאיצים אסטרופיזיים.
מדענים ציין, "מה שאנחנו צריכים לעשות עכשיו זה להבין את ההבדל העיקרי בין עצמים שפולטים ניטרינו לבין אלה שלא. זה יעזור לנו להבין באיזו מידה הסביבה והמאיץ 'מדברים' זה עם זה. אז נוכל לשלול מודלים מסוימים, לשפר את כוח הניבוי של אחרים, ולבסוף, להוסיף חלקים נוספים לפאזל הנצחי של האצת הקרניים הקוסמיות!"
עיון ביומן:
- שרה בוסון, אנדריאה טראמאסר ועוד. התחלת מסע ברחבי היקום: גילוי מפעלי ניוטרינו חוץ-גלקטיים. פורסם 2022 14 ביולי • © 2022. המחבר/ים. פורסם על ידי החברה האמריקאית לאסטרונומיה. DOI: 10.3847/2041-8213/ac7d5b
