IceCube nötrino analizi, olası galaktik kozmik ışın kaynaklarını birbirine bağlar

Fransız fizikçi Pierre Auger önerdiğinden beri 1939’da kim? Hangi kozmik ışınlar Çok büyük miktarda enerji taşımaları gerekir ve bilim adamları, Dünya atmosferine yağan bu güçlü proton ve nötron kümelerini neyin üretebileceğini şaşırdılar. Bu tür kaynakları tanımlamanın olası bir yolu, yüksek enerjili kozmik nötrinoların Dünya’ya giderken izledikleri yolları geri almaktır, çünkü bunlar madde veya radyasyonla çarpışan kozmik ışınlardan kaynaklanır ve daha sonra nötrinolara ve gama ışınlarına bozunan parçacıklarla sonuçlanır.

Bilim adamları buz küpü Antarktika Nötrino Gözlemevi, şimdi on yıllık bu nötrino keşiflerini analiz etti ve aktif bir galaksinin, M77 (Kalamar Gökadası olarak da bilinir), bir araştırmaya göre tek bir yüksek enerjili nötrino yayıcı için güçlü bir adaydır. yeni kağıt Science dergisinde yayınlandı. Astrofizikçileri, yüksek enerjili kozmik ışınların kökeninin gizemini çözmeye bir adım daha yaklaştırıyor.

MIT’den bir IceCube üyesi olan Janet Conrad, “Bu gözlem, aslında nötrino astronomisi yapma yeteneğinin doğuşunu temsil ediyor.” APS Fiziği. “Çok yüksek ilgi potansiyeline sahip potansiyel kozmik nötrino kaynaklarını görmek için uzun süre uğraştık ve şimdi bir tane gördük. Bir engeli aştık.”

haddi zatında Bize daha önce haber verVe nötrinolar Işık hızına yakın bir hızda seyahat edin. John Updike’ın 1959 şiiri, “kozmik kız“nötrinoların en tanımlayıcı iki özelliğini övüyor: Yükleri yok ve onlarca yıldır fizikçiler kütleleri olmadığını düşündüler (aslında çok az kütleleri var). Nötrinolar evrendeki en bol atom altı parçacıklardır, ancak nadiren etkileşime girerler. Her saniye milyonlarca bu küçük parçacıklar tarafından sürekli bombardımana uğruyoruz, ama onlar biz fark etmeden içimizden geçiyorlar. Bu yüzden Isaac Asimov onlara “hayalet parçacıklar” adını verdi.

Bu düşük reaksiyon hızı, nötrinoları tespit etmek çok zorancak çok hafif olduğu için, diğer madde parçacıklarıyla çarpışarak engellenmeden (ve dolayısıyla büyük ölçüde değişmeden) kaçabilir. Bu, elektromanyetik spektrumdaki teleskoplarla öğrenilebileceklerin yanı sıra yerçekimi dalgalarıyla desteklenen uzak sistemler hakkında gökbilimcilere değerli ipuçları sağlayabilecekleri anlamına geliyor. Birlikte, bu çeşitli bilgi kaynakları “Çoklu Haberci” astronomisi olarak adlandırılmıştır.

Çoğu nötrino avcısı deneylerini toprağın derinliklerine gömer ve diğer kaynaklardan gelen yüksek sesli parazitleri iptal etmek daha iyidir. IceCube örneğinde, işbirliği, Antarktika’nın buzunun derinliklerine gömülü basketbol boyutlu optik sensör dizilerini içeriyor. Geçici bir nötrino buzdaki bir atomun çekirdeğiyle etkileştiği ender durumlarda, çarpışma morötesi ışık ve mavi fotonlar yayan yüklü parçacıklar üretir. Bunlar sensörler tarafından yakalanır.

Bu nedenle IceCube, bilim adamlarının yüksek enerjili kozmik ışınların kökeni hakkındaki bilgilerini geliştirmelerine yardımcı olmak için iyi bir konumdadır. Natalie Wolcoffer gibi inandırıcı bir şekilde Quanta’da açıklanmıştır 2021’de:

Kozmik bir ışın sadece bir atom çekirdeğidir – bir proton veya bir grup proton ve nötron. Bununla birlikte, “ultra enerjili kozmik ışınlar” olarak bilinen nadir kozmik ışınlar, profesyonelce servis edilen tenis topları kadar enerjiye sahiptir. Avrupa’daki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın dairesel tüneli etrafında ışık hızının %99,9999991’inde dönen protonlardan milyonlarca kat daha enerjiktirler. Aslında, şimdiye kadar keşfedilen en enerjik kozmik ışın, “aman tanrım” parçacığı olarak adlandırıldı, 1991’de gökyüzüne yüzde 99.9999999999999999999999951 ışık hızında çarptı ve ona omuz yüksekliğinden ayak parmağı yüksekliğine düşen bir bowling topunun enerjisini verdi. .

Fakat bu kadar güçlü kozmik ışınlar nereden geliyor? Güçlü olasılıklardan biri Aktif Galaktik Çekirdekler (AGN’ler), bazı galaksilerin ortasında bulunur. Enerjisi, galaksinin merkezindeki süper kütleli kara deliklerden ve/veya kara deliğin dönüşünden kaynaklanır.