Lensi galaksin takaa ❋ 5.7
Sisällysluettelo
Helmikuussa 2023 KM3NeT-teleskooppi havaitsi neutriino”onnettomuuden”. Lukuisia neutriinoja lentää jatkuvasti lävitsemme, mutta tämä tietty hiukkanen oli ”onnekas” kompastuessaan atomiin. Tiedemiehet olivat onnekkaita: se osoittautui ennätyksellisen korkean energian neutriinoksi. Mistä se tuli?
Neutriinoja kutsutaan ”haamuhiukkasiksi”. Nämä alkeishiukkaset osallistuvat vain heikkoihin (alkeishiukkasten tason prosesseihin) ja gravitaatiovuorovaikutuksiin. Ne vuorovaikuttavat erittäin heikosti aineen kanssa ja lentävät suoraan sen läpi. Tämän seurauksena niiden käyttäytyminen ”säilyttää” tietoa maailmankaikkeuden äärimmäisimmistä prosesseista. Siksi tiedemiehet ovat julistaneet neutriinojen ”jahdin”. Myös KM3NeT-kokeilun avulla.
KM3NeT on syvänmeren Cherenkovin neutriinoobservatorio Välimeren pohjassa.
Se koostuu useista Euroopan maiden rannikkojen edustalla sijaitsevista ilmaisimista. Jokainen ilmaisin sisältää tuhansia sensoreita. Niiden tehtävänä on havaita Tšerenkovin säteilyä Välimeren vesien syvyyksissä. Tšerenkovin säteily syntyy varatuista hiukkasista, jotka liikkuvat läpinäkyvässä väliaineessa nopeudella, joka on suurempi kuin valon vaihenopeus tässä väliaineessa.
Helmikuussa 2023 KM3NeT-observatorion ARCA-ilmaisin havaitsi halutun hehkun Sisilian rannikolla. Neutriino törmäsi atomiin, ja vuorovaikutuksesta elektroni lensi ulos, mikä aiheutti Tšerenkovin säteilyä veteen. Laskelmien mukaan tämän neutriinon energia oli 20–30 kertaa suurempi kuin koko vastaavien havaintojen historiassa kaikilla ilmaisimilla, mukaan lukien kuuluisa IceCube. Tapahtuma sai ”koodinimen” KM3-230213A.
Analysoidessaan epätavallista tapahtumaa tutkijat vertasivat KM3-230213A-dataa arkistollisiin neutriinohavaintoihin. Tällä tavoin he vahvistivat, ettei tapahtuma ollut ilmaisin- tai laskuvirhe. Erittäin korkeaenergisen neutriinon KM3-230213A energia oli noin 220 petaelektronivolttia (PeV). Vertailun vuoksi: LHC-kiihdyttimessä on tähän mennessä saavutettu 30 000 kertaa pienempiä energioita.
Uuden tieteellisen teoksen tekijät yrittivät myös ymmärtää, miten tämä neutriino syntyi: ”tavallisella” tavalla, kuten muut havaitut neutriinot, vai ”eksoottisemmalla” tavalla. Oletetaan, että tällaisten energisten neutriinojen virtausta tulisi hallita hiukkasilla, jotka syntyivät kosmisten säteiden törmäyksestä reliktisäteilyn kanssa.
”Jos uuden komponentin läsnäolo neutriinojen virrassa [maailmankaikkeuden läpi lentäen] vahvistetaan, tämä on tieteellinen läpimurto. ”Se tarkoittaa, että olemme luultavasti nähneet ensimmäistä kertaa kosmista alkuperää olevan neutriinon, joka on muodostunut kosmisen säteen ja reliktisäteilyn vuorovaikutuksesta, tai se voi viitata täysin uuteen astrofysikaaliseen lähteeseen”, kirjoittivat KM3NeT-yhteistyön tutkijat Physical Review X -lehdessä julkaistussa artikkelissa.
Valitettavasti saatavilla oleva data ei vahvistanut tämän neutriinon ”reliktisäteilyä”.
On tarpeen ”ottaa kiinni” lisää erittäin korkeaenergisiä tapahtumia.
Mitä tulee KM3-230213A-neutriinon tarkkaan lähteeseen, se olisi voinut olla supernova, gammapurkaus tai mustasta aukosta lähtenyt relativistinen suihku. Maanpäälliset ilmaisimet havaitsevat useimmiten ilmakehän neutriinoja, joita syntyy, kun kosmiset säteet osuvat ilman atomeihin, mutta KM3-230213A:n tapauksessa neutriino tuli ehdottomasti avaruudesta. Lisäksi on erittäin todennäköistä, että se tuli Linnunradan ulkopuolelta.
Aiemmin yhteistyöhön osallistuneet tiedemiehet löysivät 17 blazaaria, jotka ovat voineet olla KM3-230213A-neutriinon lähteitä. Blazaarit ovat aktiivisia galaktisia ytimiä, joiden relativistiset suihkut lentävät navoilta ja suuntautuvat meitä kohti. On mahdotonta tunnistaa tiettyä blazaaria, koska ne kaikki sijaitsevat taivaan alueella, josta hiukkanen tuli. Tutkijat pystyivät kuitenkin yhdistämään neutriinon radiopurkaukseen PMN J0606 0724 -kohteesta.
