Ett internationellt team av forskare har för första gången hittat bevis på högenergiutsläpp av neutrino från en aktiv galax. Upptäckten gjordes vid IceCube Neutrino Observatory, ett gigantiskt neutrinobservatorium finansierat av National Science Foundation som sträcker sig över 1 miljard ton instrumenterad is 1.5 till 2.5 kilometer under Antarktis yta nära Sydpolen.
Teamet hittade bevis på neutrinemission från NGC 1068, även känd som Messier 77, en aktiv galax i stjärnbilden Cetus. Galaxen ligger nästan 47 miljoner ljusår bort från jorden och kan observeras med stora kikare.
Francis Halzen, professor i fysik vid University of Wisconsin–Madison och huvudforskare av IceCube, sa: "En neutrino kan peka ut en källa. Men endast observation med flera neutriner kommer att avslöja den förtäckta kärnan av de mest energiska kosmiska objekten. IceCube har samlat på sig ett 80-tal neutrinos av teraelektronvoltsenergi från NGC 1068, som ännu inte räcker för att svara på alla våra frågor. Ändå är de nästa stora steg mot förverkligandet av neutrinoastronomi."
Till skillnad från ljus kan neutriner fly från universums mest täta omgivningar i stora mängder, och de kan göra det samtidigt som de mestadels undviker störningar från materia och de elektromagnetiska fält som genomsyrar det interstellära rymden. Även om forskare har föreställt sig neutrinoastronomi i mer än 60 år, är det extremt utmanande att upptäcka neutriner på grund av deras svaga interaktion med materia och strålning. neutriner kan bäst svara på våra frågor om hur de mest extrema objekten i kosmos fungerar.
Denise Caldwell, chef för NSF:s fysikavdelning, sa: "Att besvara dessa långtgående frågor om universum vi lever i är ett primärt fokus för US National Science Foundation."
NGC 1068 är en bomrad spiralgalax. Den har löst lindade armar och en relativt liten central utbuktning. Det mesta av strålningen i galaxen produceras av material som faller in i en svart hål miljoner gånger mer massiv än vår sol.
Hans Niederhausen, en postdoktor vid Michigan State University och en av tidningens huvudanalysatorer, sa: "Senaste modeller av svarta håls miljöer i dessa objekt föreslår att gas, damm och strålning bör blockera gammastrålningen som annars skulle åtfölja neutrinerna. Denna neutrinodetektering från kärnan av NGC 1068 kommer att förbättra vår förståelse av miljöerna kring supermassiva svarta hål."
Theo Glauch, en postdoktor vid Münchens tekniska universitet (TUM) i Tyskland, sa: "NGC 1068 kan bli ett standardljus för framtida neutrinoteleskop. Det är redan ett mycket välstuderat objekt för astronomer, och neutriner kommer att tillåta oss att se denna galax annorlunda. En ny syn kommer säkerligen att ge nya insikter.”
Ignacio Taboada, fysikprofessor vid Georgia Institute of Technology och talesman för IceCube Collaboration, sa: "Dessa fynd representerar en betydande förbättring jämfört med en tidigare studie på NGC 1068 publicerad 2020. En del av denna förbättring kom från förbättrade tekniker och en noggrann uppdatering av detektorkalibreringen."
"Arbete av detektoroperations- och kalibreringsteamen möjliggjorde bättre neutrinoriktningsrekonstruktioner för att exakt lokalisera NGC 1068 och möjliggöra denna observation. Att lösa denna källa gjordes möjligt genom förbättrade tekniker och förfinade kalibreringar, ett resultat av IceCube Collaborations hårda arbete.”
Den förbättrade analysen pekar på vägen mot överlägsna neutrinobservatorier som redan är på gång.
Elisa Resconi, professor i fysik vid TUM och en annan huvudanalysator, sade, "Avslöjandet av det mörka universum har precis börjat, och neutriner kommer att leda en ny era av upptäckter inom astronomi."
Tidskriftsreferens:
- ICECUBE Collaboration et al. Bevis för neutrinonemission från den närliggande aktiva galaxen NGC 1068. Vetenskap. DOI: 10.1126/science.abg3395
