Sursa misterioasă a neutrinilor, descoperită în sfârșit de astrofizicieni

Unele dintre cele mai strălucitoare și energetice obiecte din Univers sunt, de fapt, misterioasa sursă pentru particulele cunoscute drept neutrinii, au confirmat noi cercetări.

O analiză în detaliu a confirmat legătura dintre galaxiile care găzduiesc un blazar și aceste particule extrem de enigmatice. Rezultatul reprezintă o soluție neașteptată pentru o problemă care îi nedumerește de foarte mult timp pe astrofizicieni.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

„Rezultatele oferă, pentru prima dată, dovezi observaționale incontestabile ale faptului că blazarii PeVatron sunt surse extragalactice de neutrini și, prin urmare, acceleratoare cosmice de particule”, a explicat astrofizicianul Sara Buson de la Universitatea Julius Maximilian din Würzburg, Germania.

Ce sunt, de fapt, neutrinii?

Neutrinii (sau neutrino) sunt printre cele mai abundente particule subatomice din Univers. Însă, masa lor este aproape zero, sunt neutrii din punct de vedere electric și interacționează foarte puțin cu restul obiectelor din Univers. Din perspectiva unui neutrino, materia normală care alcătuiește mare parte din Univers ar putea fi o umbra. Tocmai de aceea, neutrinii sunt cunoscut și ca particule fantomă.

Oamenii de știință știu de unde provin neutrinii, cel puțin cei normali. Aceștia sunt produși în urma descompunerii radioactive, fenomen destul de obișnuit. Majoritatea neutrinilor detectați pe Terra sunt produse secundare ale reacțiilor nucleare ale Soarelui, însă aceștia pot fi produși, de asemenea, de supernove, reacții nucleare artificiale sau interacțiunea dintre atomi și razi cosmice.

Dar, un observator special din Antarctica a dezvăluit niște neutrini cu adevărat bizari. În 2012, Observatorul de Neutrino IceCube a detectat doi neutrini care nu semănau cu nimic observat până atunci de savanți. Energiile lor erau pe scările petaelectronvolt (PeV), adică de 100 de milioane de ori mai energetici decât neutrinii de la supernove. Neutrinii detectați de observator proveneau de la o sursă necunoscută din spațiul intergalactic.

„Exista un consens în comunitatea astrofizicienilor, dar iată-ne acum aici”

Un indiciu despre sursă a fost aflat în 2018. Având în vedere că neutrinii nu interacționează, aceste particule se deplasează în linie dreaptă prin spațiu, astfel că o colaborare uriașă de cercetători a reușit să urmărească un neutrino tocmai până la un blazar, potrivit Science Alert.

Acesta este nucleul unei galaxii masive, alimentat de o gaură neagră supermasivă activă, înclinată astfel încât jeturile de materie ionizată accelerată până aproape de viteza luminii să ajungă direct pe Pământ.

„Este interesant faptul că exista un consens în comunitatea astrofizicienilor, anume că blazarii nu pot fi surse de raze cosmice, dar iată-ne acum aici”, a spus Francis Halzen, fizician la Universitatea Wisconsin-Madison, SUA.

Totuși, unele întrebări nu și-au găsit răspunsul, cum ar fi motivul pentru asocierea dintre blazari și neutrinii extrem de energetici. Astfel, o echipă coordonată de Buson a făcut ceea ce fac oamenii de șiință: s-a apucat de treabă!

Echipa a analizat observațiile efectuate la IceCube timp de șapte ani și le-a comparat cu un catalog de 3.561 de obiecte care sunt fie blazari confirmați sau presupuși.

„Aceasta descoperire ar putea fi chiar Piatra din Rosetta pentru astrofizică”

„Am descoperit că asocierea întâmplătoare o poate depăși pe cea din datele reale doar o singură dată dintr-un milion de încercări. Aceasta este o dovadă că asocierile noastre sunt corecte”, au spus oamenii de știință.

Potrivit analizelor echipei, probabilitatea unei asocieri întâmplătoare este de 0,0000006. Asta sugerează că cel puțin unii blazari sunt capabili să producă neutrini extrem de energetici. Originea razelor cosmice extrem de energetice (nuclee de protoni și atomi care se deplasează prin spațiu aproape de viteza luminii) este, de asemenea, un mister.

Neutrinii extrem de energetici sunt produși exclusiv în procesele care implică accelerarea razelor cosmice. Asta înseamnă că putem acum să asociem blazarii cu accelerarea razelor cosmice, a mai spus echipa.

„Aceasta descoperire a legăturii dintre aceste obiecte și razele cosmice ar putea fi chiar Piatra din Rosetta pentru astrofizică”, a declarat Tramacere.

Studiul a fost publicat în jurnalul The Astrophysical Journal Letters.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Un experiment cu neutrino aduce noi dovezi legate de existenţa materiei întunecate

Fizicienii au obținut noi măsurători cu masa unui neutrin, numit și „particula fantomă”

Fizicienii detectează pentru prima dată „particule fantomă” la LHC

Neutrinii demonstrează că un al doilea tip de fuziune este produs în miezul Soarelui nostru