Un observator enorm de neutrini îngropat adânc în Gheață antarctică a descoperit doar a doua sursă extragalactică a particulelor evazive găsite vreodată.
În rezultate publicat săptămâna trecută în Ştiinţă, colaborarea IceCube raportează detectarea neutrinilor dintr-o „galaxie activă” numită NGC 1068, care se află la aproximativ 47 de milioane de ani lumină de Pământ.
Cum să găsești un neutrin
Neutrinii sunt particule fundamentale foarte timide care nu interacționează adesea cu nimic altceva. Când au fost detectați pentru prima dată în anii 1950, fizicienii și-au dat seama curând că ar fi într-un fel ideal pentru astronomie.
Deoarece neutrinii au atât de rar de-a face cu alte particule, ei pot călători nestingheriți prin univers. Totuși, timiditatea lor îi face și greu de detectat. Pentru a prinde suficient pentru a fi util, ai nevoie de un detector foarte mare.
Aici intervine IceCube. Pe parcursul a șapte veri din 2005 până în 2011, oamenii de știință de la Stația Amundsen–Scott South Pole din America au făcut 86 de găuri în gheață cu un burghiu cu apă caldă. Fiecare gaură are aproape 2.5 kilometri adâncime, aproximativ 60 de centimetri lățime și conține 60 de detectoare de lumină de dimensiunea unei mingi de baschet atașate la o porțiune lungă de cablu.
Cum ne ajută acest lucru să detectăm neutrinii? Ocazional, un neutrin se va ciocni de un proton sau neutron din gheața din apropierea unui detector. Ciocnirea produce o particulă mult mai grea numită muon, care călătorește atât de repede încât emite o strălucire albastră, pe care detectorii de lumină o pot capta.
Măsurând când această lumină ajunge la diferiți detectori, se poate calcula direcția din care a venit muonul (și neutrinoul). Privind energiile particulelor, se dovedește că majoritatea neutrinilor detectați de IceCube sunt creați în atmosfera Pământului.
Cu toate acestea, o mică parte din neutrini provine din spațiul cosmic. Începând cu 2022, au fost identificați mii de neutrini de undeva în universul îndepărtat.
De unde provin neutrinii?
Ele par să vină destul de uniform din toate direcțiile, fără să apară puncte luminoase evidente. Aceasta înseamnă că trebuie să existe o mulțime de surse de neutrini acolo.
Dar care sunt aceste surse? Există o mulțime de candidați, obiecte cu sunet exotic, cum ar fi galaxii active, quasari, blazaruri și explozii de raze gamma.
În 2018, IceCube a anunțat descoperirea primului emițător de neutrini de înaltă energie identificat: un blazar, care este un anumit tip de galaxie care se întâmplă să trage un jet de particule de înaltă energie în direcția Pământului.
Cunoscut sub numele de TXS 0506+056, blazarul a fost identificat după ce IceCube a văzut un singur neutrin de înaltă energie și a trimis o telegramă urgentă a astronomului. Alte telescoape s-au grăbit să arunce o privire la TXS 0506+056 și au descoperit că emite și o mulțime de raze gamma în același timp.
Acest lucru are sens, deoarece credem că blazarii funcționează prin creșterea protonilor la viteze extreme, iar acești protoni de înaltă energie interacționează apoi cu alte gaze și radiații pentru a produce atât raze gamma, cât și neutrini.
O galaxie activa
Blazarul a fost prima sursă extragalactică descoperită vreodată. În acest nou studiu, IceCube l-a identificat pe al doilea.
Oamenii de știință de la IceCube au reexaminat primul deceniu de date pe care le-au colectat, aplicând noi metode fantastice pentru a obține măsurători mai precise ale direcțiilor neutrinilor și ale energiei.
Drept urmare, un punct luminos deja interesant în strălucirea neutrinului de fundal a fost focalizat mai clar. Aproximativ 80 de neutrini proveneau dintr-o galaxie destul de apropiată, bine studiată, numită NGC 1068 (cunoscută și sub numele de M77, deoarece este a 77-a intrare în celebrul catalog de obiecte astronomice interesante din secolul al XVIII-lea creat de astronomul francez Charles Messier).
Situată la aproximativ 47 de milioane de ani lumină de Pământ, NGC 1068 este o „galaxie activă” cunoscută, o galaxie cu un nucleu extrem de strălucitor. Este de aproximativ 100 de ori mai aproape decât blazarul TXS 0506+056, iar unghiul său față de noi înseamnă că razele gamma din miezul său sunt ascunse de praf. Cu toate acestea, neutrinii măresc fericiți direct prin praf și în spațiu.
Această nouă descoperire va oferi o mulțime de informații astrofizicienilor și astronomilor despre ce se întâmplă exact în interiorul NGC 1068. Există deja sute de lucrări care încearcă să explice cum funcționează miezul interior al galaxiei, iar noile date IceCube adaugă câteva informații despre neutrini care va ajuta la rafinarea acestor modele.
Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.
Credit imagine: NASA / ESA / A. van der Hoeven
