Znamy źródło odległych neutrin
Astronomiczna sensacja: udało się zlokalizować źródło neutrina wyemitowanego przez kosmiczny blazar TXS 0506+056, oddalony od nas o 3,7 miliarda lat świetlnych. Co ta obserwacja zmienia?
Tak, mniej więcej, wygląda blazar lub kwazar. Wystrzeliwujące z niego dżety materii są źródłem energetycznego promieniowania kosmicznego, w tym neutrin.
NASA

Tak, mniej więcej, wygląda blazar lub kwazar. Wystrzeliwujące z niego dżety materii są źródłem energetycznego promieniowania kosmicznego, w tym neutrin.

Uczeni z działającego na stacji Amundsena-Scotta na południowym biegunie IceCube Neutrino Observatory zarejestrowali uderzenie neutrina o ogromnej energii, które przybyło z dalekiego Kosmosu. Amerykańskie obserwatorium kosmiczne Fermi, specjalizujące się w wykrywaniu błysków i emisji bardzo silnych źródeł promieniowania gamma we Wszechświecie, po raz pierwszy zlokalizowało źródło, w którym neutrino to powstało.

Neutrino wychwycone przez IceCube pochodzi z blazara w konstelacji Oriona

Już w 2013 r. Obserwatorium IceCube zarejestrowało kilkadziesiąt bardzo energetycznych neutrin. Ich energia równa 50 bilionom elektronowoltów – a kilka miało tę energię sięgającą prawie biliarda elektronowoltów – świadczyła o tym, że pochodzą z głębokiego kosmosu, ale wówczas nie udało się zlokalizować źródła ich pochodzenia. Teraz to się udało, po raz pierwszy.

Źródłem neutrina wychwyconego przez IceCube 22 września 2017 r. jest blazar oznaczony symbolem TXS 0506+056, znajdujący się w odległości 3,7 miliarda lat świetlnych od nas w konstelacji Oriona. Blazary to jądra aktywnych galaktyk, czyli gigantyczne dyski materii okrążające centralne czarne dziury (tzw. wielkomasowe) o masach milionów lub nawet miliardów Słońc. Są bardzo podobne do kwazarów, tyle że wykazują znacznie większą aktywność radiową.

Czytaj także: Jakie znaczenie mają cząstki widma?

Kosmiczny teleskop Fermiego na tropie źródła neutrina

Gdy we wrześniu zeszłego roku badacze z IceCube zarejestrowali uderzenie neutrina o energii 300 bilionów elektronowoltów (to 45 razy większa energia niż ta, którą udaje się nadać najsilniej przyspieszanym cząstkom w laboratoriach ziemskich), natychmiast ogłoszono alert dla wielu obserwatoriów ziemskich, by spróbować zlokalizować źródło jego pochodzenia. Zdołało tego dokonać kosmiczne obserwatorium Fermi, które posiadając odpowiednie dane z IceCube, potrafiło odtworzyć drogę neutrina. Ten trop poprowadził do wspomnianego blazara, w którym Fermi zarejestrował szczególne wzmożenie promieniowania gamma, słowem – wzrost aktywności. Obserwacje z Fermiego zostały później potwierdzone m.in. przez teleskop MAGIC (Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov) działający na wyspach Kanaryjskich oraz przez należące do NASA kosmiczne obserwatorium Swift. Dodatkowo przez kilka innych obserwatoriów.

Czytaj więcej: Nobel z fizyki za badanie neutrin

Neutrina szansą na pogłębienie wiedzy o Wszechświecie

Odkrycie to ma dość duże znaczenie, ponieważ rozszerza znacznie możliwości tzw. astronomii wieloobserwacyjnej. W kosmosie istnieje wiele niezwykle ciekawych i burzliwych zjawisk, które generują konkretne oddziaływania, np. odkryte niedawno fale grawitacyjne. Ich dokładne badanie jest możliwe tylko wówczas, gdy znamy źródło zjawiska i potrafimy zarejestrować jego aktywność innymi metodami, a więc przez obserwację oddziaływań towarzyszących. Chodzi tu o obserwacje w różnych zakresach oddziaływań elektromagnetycznych, świetlnych, ale też radiowych, gamma, rentgenowskich itd. Teraz, znając źródło emisji niezwykle energetycznego neutrina – którego ślad pochwycono w instalacjach Ice Cube prawie rok temu – i widząc aktywność tego źródła w konkretnych zakresach oddziaływania, można dowieść, że bardzo aktywne jądra galaktyk, a dokładnie dżety materii emitowane z tych jąder (blazarów, kwazarów, lacertyd czy galaktyk Seyferta) są źródłem promieniowania kosmicznego, w tym ogromnie energetycznych protonów i neutrin właśnie. Wysoka energia tych cząstek powstaje w wyniku przyspieszenia materii, do którego dochodzi w dżetach.

Czytaj także: Nadświetlne neutrina - ich wzlot i upadek

Neutrina – małe, niezwykle przenikliwe i… cenne

Neutrina, czyli tzw. cząstki widma, są dla astronomii i astrofizyki ciekawe, bo bardzo słabo oddziałują z materią. Mają zerowy ładunek elektryczny i niezwykle małą masę, której nie udało się dotąd dokładnie zmierzyć. A ponieważ słabo oddziałują z materią, bardzo trudno je wykryć. Nie biorą udziału w oddziaływaniach elektromagnetycznych ani silnych, a tylko w oddziaływaniach słabych (rozpad beta) i grawitacyjnych. Dzięki temu są niezwykle przenikliwe. Elektrony, protony, neutrony, a nawet fotony w wyniku oddziaływania z otoczeniem tracą swoją energię i kierunkowość, przez to informacja, którą niosą, staje się zaburzona. Inaczej jest z neutrinami – te bez przeszkód, prawie niczym niezakłócane, mkną przed siebie, niosąc czystą informację. Dlatego są dla badaczy kosmosu bardzo cenne.

To ważne odkrycie, dlatego ostatnie wydanie renomowanego czasopisma „Science” poświęca mu aż dwa artykuły.

Co nowego w nauce?

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj