Międzynarodowy zespół naukowców po raz pierwszy znalazł dowody na emisję neutrin o wysokiej energii z aktywnej galaktyki. Odkrycia dokonano w IceCube Neutrino Observatory, gigantycznym obserwatorium neutrin finansowanym przez National Science Foundation, które obejmuje 1 miliard ton oprzyrządowanego lodu znajdującego się od 1.5 do 2.5 km pod powierzchnią Antarktydy w pobliżu bieguna południowego.
Zespół znalazł dowody emisja neutrin z NGC 1068, znanej również jako Messier 77, aktywnej galaktyki w konstelacji Wieloryba. Położoną prawie 47 milionów lat świetlnych od Ziemi galaktykę można obserwować za pomocą dużych lornetek.
Francis Halzen, profesor fizyki na Uniwersytecie Wisconsin-Madison i główny badacz IceCube, powiedział: „Jedno neutrino może wyodrębnić źródło. Ale dopiero obserwacja wielu neutrin ujawni zasłonięte jądro najbardziej energetycznych obiektów kosmicznych. IceCube zgromadził około 80 neutrin o energii teraelektronowoltowej z NGC 1068, co nie jest jeszcze wystarczające, aby odpowiedzieć na wszystkie nasze pytania. Mimo to stanowią kolejny duży krok w kierunku urzeczywistnienia astronomii neutrin”.
W przeciwieństwie do światła, neutrina mogą uciekać z wszechświatnajgęstszego otoczenia Ziemi w ogromnych ilościach i mogą to robić, unikając przede wszystkim zakłóceń ze strony materii i pól elektromagnetycznych przenikających przestrzeń międzygwiazdową. Chociaż naukowcy zajmowali się astronomią neutrin od ponad 60 lat, wykrycie neutrin jest niezwykle trudne ze względu na ich słabe oddziaływanie z materią i promieniowaniem. neutrina może najlepiej odpowiedzieć na nasze pytania dotyczące działania najbardziej ekstremalnych obiektów w kosmosie.
Denise Caldwell, dyrektor Wydziału Fizyki NSF, powiedziała: „Odpowiadanie na dalekosiężne pytania dotyczące wszechświata, w którym żyjemy, jest głównym celem amerykańskiej National Science Foundation”.
NGC 1068 to galaktyka spiralna z poprzeczką. Ma luźno zwinięte ramiona i stosunkowo małe wybrzuszenie centralne. Większość promieniowania w galaktyce jest wytwarzana przez materię wpadającą do a czarna dziura miliony razy masywniejsze od naszego Niedz.
Hans Niederhausen, doktor habilitowany na Michigan State University i jeden z głównych analizatorów artykułu, powiedział: „Najnowsze modele środowiska czarnych dziur w tych obiektach sugerują, że gaz, pył i promieniowanie powinny blokować promienie gamma, które w przeciwnym razie towarzyszyłyby neutrinom. Wykrycie neutrin z jądra NGC 1068 poprawi naszą wiedzę o środowiskach wokół supermasywnych czarnych dziur.”
Theo Glauch, stażysta podoktorski na Uniwersytecie Technicznym w Monachium (TUM) w Niemczech, powiedział: „NGC 1068 może stać się standardową świecą dla przyszłych teleskopów neutrinowych. Jest to już obiekt bardzo dobrze zbadany przez astronomów, a neutrina pozwolą nam spojrzeć na tę galaktykę inaczej. Nowe spojrzenie z pewnością przyniesie nowe spostrzeżenia.”
Ignacio Taboada, profesor fizyki w Georgia Institute of Technology i rzecznik IceCube Collaboration, powiedział: „Odkrycia te stanowią znaczną poprawę w porównaniu z wcześniejszymi badaniami NGC 1068 opublikowanymi w 2020 r. Część tej poprawy wynika z udoskonalonych technik i starannej aktualizacji kalibracji detektora”.
„Praca zespołów obsługujących i kalibrujących detektory umożliwiła lepsze rekonstrukcje kierunkowe neutrin, aby precyzyjnie zlokalizować NGC 1068 i umożliwić tę obserwację. Rozwiązanie tego źródła było możliwe dzięki udoskonalonym technikom i udoskonalonym kalibracjom, będącym wynikiem ciężkiej pracy zespołu IceCube Collaboration”.
Ulepszona analiza wskazuje drogę do lepszych obserwatoriów neutrin, nad którymi już pracujemy.
Elisa Resconi, profesor fizyki na TUM i kolejna główna analizatorka, powiedziany, „Właśnie rozpoczęło się odsłanianie ukrytego wszechświata, a neutrina mają rozpocząć nową erę odkryć w astronomii”.
Referencje czasopisma:
- Współpraca ICECUBE i in. Dowody na emisję neutrin z pobliskiej aktywnej galaktyki NGC 1068. nauka, DOI: 10.1126/science.abg3395
