Araştırmanın sonuçları uzmanların katıldığı bilimsel bir çevrimiçi web seminerinde sunuldu.
Bilim adamları ne yaptı?
İlk kez uluslararası bir gökbilimciler grubuDünya'dan 47 milyon ışık yılı uzaklıktaki NGC 1068 galaksisinden yüksek enerjili nötrino emisyonlarının kanıtlarını buldu. Messier 77 olarak da bilinir ve Cetus takımyıldızında bulunur. NGC 1068, parlaklığı ve hareketliliği nedeniyle en ünlü ve üzerinde en çok çalışılan nesnelerden biridir. 1780 yılında keşfedildi ve şimdi büyük dürbünlerle gözlemlenebiliyor.
Bilim adamlarının NGC 1068 hakkında çok şey bilmesine rağmen, onun gizli nötrino aktivitesini gözlemlemek o kadar kolay olmadı. Neden tam olarak, biraz sonra anlatacağız.
Bunu nasıl yaptılar?
Bilim adamları gözlemevi sayesinde nötrinoları keşfettibuz küpü. Güney Kutbu yakınlarındaki Antarktika yüzeyinin 1,5 ila 2,5 km altında bir milyar ton işlenmiş buzu kapsayan devasa bir nötrino teleskopudur.
Bir nötrino Antarktika'nın berrak buzundaki moleküllerle etkileşime girdiğinde, IceCube dedektöründen geçerken mavi ışık izi bırakan ikincil parçacıklar üretir.
Görüntü Katkısı ve Telif Hakkı : Nicole R. Fuller, IceCube/NSF
Bu, keşfeden eşsiz bir gözlemevidir.nötrinoların yardımıyla burada, Dünya'da evrenin en uzak köşeleri. Bilim adamlarının 2018'de yüksek enerjili bir nötrino kaynağının ilk gözlemini bildirmesi onun sayesinde oldu. Dünyadan 4 milyar ışıkyılı uzaklıkta bir takımyıldız olan Orion'un sol omzunda bulunan güçlü bir blazar olan TXS 0506 + 056 nesnesinden bahsediyoruz.
İkinci bir yüksek enerjili nötrino ve kozmik ışın kaynağının keşfi, 30 yılı aşkın bilimsel araştırmanın sonucudur. İllüstrasyon: IceCube/NSF
Nötrinolar Antarktika buzundaki moleküllerle etkileşime girdiğinde ikincil parçacıklar üretir. IceCube dedektöründen geçerken mavi bir ışık izi bırakıyorlar.
Toplamda yaklaşık olarak birikmişNGC 1068'den gelen 80 nötrino teraelektronvolt enerji. Yeni çalışmanın yazarlarının açıkladığı gibi, dedektör kalibrasyonunun dikkatli bir şekilde güncellenmesi sayesinde parçacıkları "yakalamayı" başardılar. Ekipman operasyon uzmanlarının çalışmaları nötrino yönünün yeniden yapılandırılmasını geliştirdi. Basit bir ifadeyle fizikçiler, NGC 1068'den gelen parçacıkların yolunu daha doğru bir şekilde takip edebildiler.
Nötrino nedir?
Nötrinolar nötrlerin ortak adıdıryarım tamsayı spinli temel parçacıklar. Onların özelliği, yalnızca zayıf ve yerçekimsel etkileşimlere katılmaları ve lepton sınıfına ait olmalarıdır. Artık fizikçiler bu parçacıkların üç türünü biliyorlar: elektron, müon ve tau nötrinoları ve bunlara karşılık gelen antipartiküller. Nötrinoların bir başka özelliği de çok az kütleye sahip olmaları ve yüksüz olmalarıdır. Yıldızların termonükleer reaksiyonları ve süpernova patlamaları sonucu doğarlar. .
IceCube dedektör diyagramı. Çizim: IceCube/NSF
Bu parçacıkların incelenmesi fiziğin en önemli alanlarından biridir. Onların yardımıyla bilim insanları Standart Modelin ötesindeki etkileri bulur ve inceler.
Standart Model— teorikParçacık fiziğinde tüm temel parçacıkların elektromanyetik, zayıf ve güçlü etkileşimlerini tanımlayan bir yapı. Modern formülasyon, kuarkların varlığının deneysel olarak doğrulanmasının ardından yaklaşık 20 yıl önce tamamlandı.
Güneş nötrinolarının yardımıyla gökbilimciler Güneş'te meydana gelen süreçleri gerçek zamanlı olarak inceliyorlar.
Bir nötrino nasıl "çalışır"?
Işıktan farklı olarak nötrinolar ışıktan kaçabilirler.Evrendeki son derece yoğun ortamlardan Dünya'ya ulaşır. Galaksi dışı uzaya nüfuz eden madde ve elektromanyetik alanların bunlar üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur.
Her ne kadar bilim adamları nötrino astronomisini daha çok geliştirmiş olsalar da60 yıl önce parçacıkların madde ve radyasyonla zayıf etkileşimi onların tespit edilmesini inanılmaz derecede zorlaştırıyordu. Ancak bu yine de çok önemlidir. Bilim insanları nötrinoları uzaydaki en ekstrem nesnelerin incelenmesine yardımcı olacak bir “anahtar” olarak adlandırıyor.
Galaktik “nötrino tedarikçisi” hakkında ne biliniyor?
Samanyolu'nda olduğu gibi,NGC 1068, gevşek bir şekilde sarılmış kolları ve nispeten küçük bir merkezi çıkıntısı olan çubuklu sarmal bir gökadadır. Ancak bizim galaksimizden farklı olarak NGC 1068 aktif bir cisimdir. Bu, radyasyonun çoğunun yıldızlar tarafından değil, merkezi kara deliğe düşen materyaller tarafından üretildiği anlamına gelir. Güneş'ten ve hatta galaksimizin merkezindeki aktif olmayan bir kara delik olan Yay A*'dan milyonlarca kat daha büyüktür.
Sarmal gökada NGC 1068'in Hubble görüntüsü. Kredi: NASA/ESA/A. Van der Hoeven
NGC 1068 ayrıca tip II Seyfert gökadalarına aittir.
Seyfert galaksisi - sarmal veyaEmisyon spektrumu çok sayıda parlak geniş bant içeren, aktif bir çekirdeğe sahip düzensiz bir galaksi, saniyede birkaç bin kilometreye varan hızlarda güçlü gaz emisyonlarına işaret ediyor. Tip II nesneler karakteristik bir parlak çekirdeğe sahiptir ve kızılötesinde gözlemlendiğinde de parlak görünür.
ana problem
NGC 1068 Dünya'dan öyle bir açıyla görülebiliyor kikara deliğin bulunduğu merkezi bölge gözlemlerden gizlenmektedir. İçerisindeki süreçler hala bir sır olarak kalıyor. Ayrıca Tip II Seyfert gökadalarında, nükleer toz torusu yüksek enerjili radyasyonun çoğunu gizlemektedir. Galaksinin merkezine doğru yavaşça ve sarmal bir şekilde içeri doğru hareket eden yoğun bir gaz ve parçacık kütlesi tarafından üretilir.
Bütün bunlar artı radyasyon engellemeligama ışınları. Aksi takdirde nötrinolara “eşlik edecekler” ve bilim adamlarına yardım edeceklerdi. Artık fizikçiler IceCube'ün dedektörlerini kalibre ettikleri ve NGC 1068'in çekirdeğindeki yakalanması zor parçacıkları tespit ettikleri için, gama ışınlarını hesaba katmadan süper kütleli kara deliklerin etrafındaki ortam hakkında daha fazla şey öğreniyorlar.
Galaksilerden gelen nötrinoları saymak neden bu kadar önemli?
Çalışmanın yazarlarına göre, teşekkürlerTXS 0506+056 ve NGC 1068 IceCube'un nötrino ölçümleri, bilim adamlarının yüz yılı aşkın süredir sorduğu kozmik ışınların kökeni hakkındaki soruyu yanıtlamaya bir adım daha yaklaştı.
Alacakaranlıkta IceCube Laboratuvarı'nın görünümü.
Katkı ve Telif Hakkı : Martin Wolf, IceCube/NSF
Artık bilim insanları bunların ne olduğunu biliyorUzaydan muazzam bir hızla "uçan" ayrı ve ilgisiz yüklü parçacıkların akışı. Protonların hakimiyetindedirler ancak aynı zamanda elektronlar, helyum çekirdekleri ve daha ağır kimyasal elementler de içerirler.
Ayrıca çalışma, bilim adamlarının evrende buna benzer çok daha fazla nesne olabileceğini anlamalarına yardımcı oldu. Henüz kimlikleri belirlenmedi.
Sırada ne var?
Gelecekte NGC 1068 bir referans noktası olacakAraştırmanın yazarlarına göre nötrino teleskopları. Evet, bu zaten gökbilimciler için çok iyi çalışılmış bir nesnedir. Ancak nötrinolar bilim adamlarının bu galaksiyi tamamen farklı bir şekilde görmelerine olanak tanıyacak.
Daha fazla oku:
Dünyaya çarpan son güneş fırtınasının sonuçlarını adlandırdı
Bir uzay nesnesinden gelen büyük bir etki, Dünya'nın manyetik alanını tetikledi
Mısır tapınağının altında büyük bir tünel "gizli" gizemli eserler
kaynaklar:
Yakındaki aktif galaksi NGC 1068'den nötrino emisyonunun kanıtı, Science (2022)
Nötrinolar Gizli Galaktik Aktiviteyi Ortaya Çıkarıyor, Bilim (2022)
Örtü: çubuklu sarmal gökada NGC 1068
Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, Alex Filippenko (UC Berkeley), William Sparks (STScI), Louis C. Ho (KIAA-PKU), Matthew A. Malkan (UCLA), Alessandro Capetti (STScI), Alyssa Pagan (STScI)