Vědci spatřili vysokoenergetickou, neuvěřitelně maličkou „duchovou“ částici zvanou neutrino létající antarktickým ledem a sledovali její původy zpět ke konkrétnímu blazaru, oznámili dnes 12. července.
Fyzici jsou velmi nadšeni detektivní prací, která jim řekla o rodišti neutrina. Ale co je to sakra, neutrino, a proč je důležité, odkud ta věc přišla?
Neutrino je subatomická částice stejně malá jako elektron, ale bez jakýchkoli poplatků. Vědci vědí, že neutrina mají malé množství hmoty, ale nemohou přesně určit, jak málo. Výsledkem je, že neutrina mají tendenci dávat chladnému ramenu jinou záležitost: Nereagují velmi často se svým okolím, což vědcům ztěžuje pozorování. [Trasování neutrina k jeho zdroji: Objev v obrazech]
Přesto jsou všude - vaše tělo je každou vteřinu o 100 bilionů neutrin. A vědci se domnívají, že divné částice mohou držet klíč k některým z největších záhad vesmíru, včetně toho, proč hmota vyhrála nad antihmotou brzy po Velkém třesku.
„Neutrina jsou úžasná,“ řekla agentura Space.com Kate Scholberg, částicová fyzika na Duke University v Severní Karolíně. Je zkreslená, protože strávila svou kariéru studiem drobných věcí, ale to ji nedělá špatně. "Musíme jim rozumět, pokud chceme všem porozumět."
Nový výzkum je malým krokem pro vědce, kteří doufají, že tak učiní. Objev začal v září na observatoři IceCube Neutrino poblíž jižního pólu. Hluboko uvnitř antarktické ledové pokrývky sledovala síť detektorů cestu 3D neutrina ve 3D.
Cesta byla dostatečně jasná, aby fyzici mohli sledovat neutrino cestu zpět v přímé linii přes vesmír. Za méně než minutu požádali astronomy z celého světa, aby obrátili své dalekohledy do této oblasti oblohy a poznamenali si, jestli viděli něco zajímavého. A určitě ano - byl tam blazar, obrovský zdroj vysokoenergetického světla zvaného gama paprsky, přesně ve stejném sousedství, a vědci dokázali potvrdit blazar jako zdroj neutrina.
Tento proces byl možný, protože neutrina, stejně jako fotony světla, mohou překonat extrémně velké vzdálenosti ve vesmíru v přímých liniích, aniž by byla vytažena z kurzu. Jiné typy vysokoenergetických částic to nemohou udělat, protože jsou nabité. „Přicházejí sem,“ řekl agentuře Space.com Greg Sullivan, fyzik z University of Maryland, který pracuje s observatořem IceCube Neutrino Observatory a který se zapojil do nového výzkumu. "Nemůžeme je vystopovat zpět tam, odkud pocházejí."
Tato výzva vedla vědce asi století, protože to znamená, že nemohou identifikovat, jaký typ objektů vytváří, jaký typ vysoce nabité částice. Frustrace motivovala vědce k otevření IceCube, jediného detektoru neutrinů, který je dostatečně velký, aby zachytil neuvěřitelně vysokoenergetické částice narozené mimo naši galaxii v roce 2010.
„Neutrinos nějaký čas sliboval, že bude schopen zmapovat oblohu, jako bys měl, ale při vyšších energiích,“ řekl Sullivan. "Můžeme klást otázky nebo se snažit odpovědět na otázky, které byste jinak nemohli."
Nízkoenergetická neutrina již astronomové využívají prostřednictvím sítě vedené Scholbergem, která čeká na výbuch neutrin, aby našla další supernovu jádro-kolaps v Mléčné dráze.
Taková supernova byla naposledy pozorována v roce 1987, než existovaly moderní detektory neutrin. Když ale další exploduje, Scholberg a její kolegové chtějí pomocí výbuchu neutrina upozornit astronomy včas, aby zachytili světelný podpis. Samotní neutrina by vědcům také řekla, co se děje během události. „Ve skutečnosti jste mohli vidět, jak se v neutrinách rodí černá díra,“ řekl Scholberg.
To by, stejně jako nový blazarový výzkum, představovalo průlom v tom, co vědci nazývají multimessenger astronomie, která používá dvě nebo více různých kategorií dat, jako jsou světelné fotony, neutrina a gravitační vlny. Více typů dat znamená více obecných informací o tom, co se stalo.
"Je to jako velká hádanka a my se snažíme vyplnit kousky," řekl Sullivan. "Když se podíváme na obrázek v různých energiích a různých částicích, můžeme se opravdu pokusit pochopit fyziku toho, co se děje."
Sullivan a jeho kolegové se však při dnešním oznámení nespokojí. "Je to jen první krok," dodal a dodal, že fyzikové doufají, že postaví neutrinový detektor ještě větší než IceCube. "Máme toho mnohem víc, abychom se mohli učit a vidět."
