Mākslinieka iespaids par blazāru, kas paātrina neitrīnus un kosmiskos starus. (Benjamins Amend) Daži no spilgtākajiem un enerģētiskākajiem objektiem Visumā ir augstas enerģijas kosmosa noslēpumains avots neitrīno , apstiprināja jauni pētījumi.
Visaptveroša analīze ir diezgan pārliecinoši saistīta ar šīm mīklainajām daļiņām galaktikas, kurās atrodas degoši kodoli, kas pazīstami kā blazāri.
Tas ir rezultāts, kas sniedz patiesi negaidītu risinājumu problēmai, kuras dēļ astrofiziķi gadiem ilgi ir kasījuši galvu.
'Rezultāti pirmo reizi sniedz neapstrīdamus novērojumu pierādījumus tam, ka PeVatron blazāru apakšparaugs ir ekstragalaktisks neitrīno avoti un tādējādi kosmisko staru paātrinātāji, sacīja astrofiziķe Sāra Busone no Vircburgas Jūlija Maksimiliana universitātes Vācijā.
Neitrīni labākajos laikos ir dīvaini sīkumi. Šīs subatomiskās daļiņas ir visuresošas un vienas no visbagātākajām Visumā.
Tomēr to masa ir gandrīz nulle, tie ir elektriski neitrāli, un tie ļoti maz mijiedarbojas ar jebko citu Visumā. Neitrīno, parastā matērija, no kuras sastāv lielākā daļa Visuma, tikpat labi varētu būt ēna; tāpēc tās ir pazīstamas kā spoku daļiņas.
Mēs diezgan labi zinām, no kurienes nāk neitrīni - parastie neitrīni.
Tos ražo radioaktīvā sabrukšana, kas ir diezgan izplatīta parādība. Lielākā daļa neitrīno, ko mēs atklājam uz Zemes, ir Saules kodolreakciju blakusprodukti, taču tos var radīt arī supernovas, mākslīgās kodolreakcijas vai, piemēram, kosmisko staru un atomu mijiedarbība.
Bet īpaša observatorija Antarktīdā atklāja dažus patiešām dīvainus.
Lai gan neitrīni maz mijiedarbojas ar parasto vielu, ik pa brīdim tie notiek. Kad tie mijiedarbojas ar molekulām ūdens atomos, tie var radīt ļoti mazu gaismas zibspuldzi.
IceCube Neutrino observatorijā ir detektori, kas ir iestrādāti dziļi Antarktikas ledū dienvidu polā, kas var noteikt šos uzliesmojumus. Šie atklājumi var atklāt neitrīno enerģiju.
2012. gadā IceCube atklāja divi neitrīni tas bija kā nekas, ko mēs jebkad nebūtu redzējuši. Viņu enerģija bija petaelektronvoltu (PeV) skalā – 100 miljonus reižu enerģiskāka nekā supernovas neitrīno. Un šie augstas enerģijas neitrīno bija nākuši no starpgalaktikas telpas, avots nav zināms.
Mēs saņēmām mājienu par šo avotu 2018. gadā. Tā kā neitrīni nesadarbojas, tie gandrīz pārvietojas pa taisnu līniju kosmosā, tāpēc milzīga starptautiska zinātnieku sadarbība spējaizsekot augstas enerģijas neitrīno atpakaļ līdz blazāram.
Tas ir masīvas galaktikas kodols, ko darbina aktīva supermasīva melnais caurums , leņķī tā, kajonizētas vielas strūklaspaātrināts līdz gandrīz gaismas ātruma punktam tieši uz Zemes.
'Interesanti, ka astrofizikas aprindās bija vispārēja vienprātība, ka blazāri, visticamāk, nebūs kosmisko staru avoti, un šeit mēs esam,' Viskonsinas Universitātes-Madisonas fiziķis Frensiss Halzens toreiz teica .
Tomēr palika daži jautājumi par saistību starp blazāriem un augstas enerģijas neitrīniem. Tāpēc Busona vadītā zinātnieku komanda darīja to, ko dara zinātnieki: viņi sāka rakt.
Viņi paņēma 7 gadus vērtus visu debesu neitrīno datus no IceCube un rūpīgi salīdzināja tos ar katalogs ar 3561 objektu kas ir apstiprināti blezāri vai ļoti iespējams.
Viņi veica šo katalogu pozicionālo savstarpējo saskaņošanu, mēģinot noteikt, vai augstas enerģijas neitrīno var pārliecinoši saistīt ar blazāru vietām debesīs.
'Ar šiem datiem mums bija jāpierāda, ka blazāri, kuru virziena pozīcija sakrita ar neitrīno pozīciju, tur nebija nejauši.' skaidroja astrofiziķe Andrea Tramacere Ženēvas Universitātē Šveicē.
“Pēc tam, kad vairākas reizes metām kauliņus, mēs atklājām, ka nejaušā saistība var pārsniegt reālo datu saistību tikai vienu reizi miljonā izmēģinājumu! Tas ir spēcīgs pierādījums tam, ka mūsu asociācijas ir pareizas.
Saskaņā ar komandas analīzi nejauša notikuma varbūtība ir 0,0000006. Tas liek domāt, ka vismaz daži blazāri spēj radīt augstas enerģijas neitrīno, kas savukārt palīdz atrisināt citu problēmu. Augstas enerģijas kosmisko staru izcelsme - protoni un atomu kodoli, kas plūst cauri telpai ar tuvu gaismas ātrumuir arī milzīgs noslēpums.
Pēc Busona teiktā, augstas enerģijas neitrīno tiek ražoti tikai procesos, kas saistīti ar kosmisko staru paātrināšanu. Tas nozīmē, ka tagad mēs varam saistīt blazārus ar kosmisko staru paātrinājumu, sacīja komanda.
'Akrecijas process un melnā cauruma rotācija noved pie relativistisku strūklu veidošanās, kur daļiņas tiek paātrinātas un izstaro starojumu līdz tūkstoš miljardiem redzamās gaismas enerģijas!' Tramasere teica .
'Saiknes starp šiem objektiem un kosmiskajiem stariem atklāšana var būt augstas enerģijas astrofizikas 'Rozetas akmens'.
No šejienes ir vairākas iespējas, kas attaisno turpmāku izpēti. Viens no tiem ir mēģināt atklāt, kāpēc daži blezāri ir efektīvi daļiņu paātrinātāji, bet citi nav. Tas palīdzēs komandai noskaidrot, kādas ir neitrīno rūpnīcas īpašības un kur vēl kosmosā mēs tās varētu atrast.
Turklāt sīkāka neitrīno datu analīze var sniegt vairāk atklājumu par šo savdabīgo, spokaino daļiņu dzimšanas vietām.
Pētījums ir publicēts Astrophysical Journal Letters .