Ülienergeetilised kummitusosakesed pärinevad kaugest galaktikast ({{commentsTotal}})

{{1531397340000 | amCalendar}}
Blasar saatis Maa suunas ülienergeetilisi neutriinosid ja gammakiiri.
Blasar saatis Maa suunas ülienergeetilisi neutriinosid ja gammakiiri. Autor/allikas: IceCube/NASA

Iga inimese keha läbistavad sekundis miljardid avakosmosest pärit kummitusosakesed – neutriinod. Teadlastel õnnestus seostada nüüd esimest korda käputäit ülienergeetilisi osakesi kauges galaktikas asuva äärmiselt ereda musta auguga, kuulutades neutriinoastronoomia sündi.

"Astrofüüsikud kahtlustasid varem, et suur osa Maad tabavast kosmilisest kiirgusest on pärit mustade aukude välja paisatavatest jugadest. Meil õnnestus leida nüüd selgeid tõendeid, mis seda eeldust kinnitavad," sõnas Elisa Resconi, Müncheni Tehnikaülikooli eksperimentaalfüüsika professor.

Astronoomid märkasid aktiivseid galaktikatuumi juba 1970. aastatel. Nende otseselt ülienergeetiliste osakestega seostamine polnud aga sirgjooneline. Hõlpsamalt märgatavad osakesed on ühtlasi elektriliselt laetud. Seetõttu mõjutavad nende teekonda kõikvõimalikud kosmilised magnetväljad. Aatomituumade allika leidmine polnud võimalik. Siinkohal tulevadki mängu neutriinod.


Vaata avastust tutvustanud pressikonverentsi


Kummitusosakesed pole elektriliselt laetud ja võiks läbistada ühegi aatomituumaga vastastikmõjju astumata Päikesesüsteemi paksuseid tinaseinu. See ei tähenda, et neid poleks võimalik üldse registreerida. Tarvis läheb lihtsalt piisavalt suurt teleskoopi.

IceCube'i neutriinoteleskoobi rajamiseks maeti lõunapooluse jäässe 5160 detektorit. Ikka ja jälle tabab mõni neutriino vee molekuli. Mõnikord tekivad kokkupõrke mõjul jää-keskkonnas valgusest kiiremini liikuvad laetud osakesed, näiteks elektronid. Energiast vabaneda üritades kiirgavad need tuhmi sinakat valgust.

"Kogutud andmeid uurima hakates näisid neutriinod lähtuvat juhuslikest taevalaotuse osadest. Me ei teadnud, kust ka need osakesed tulevad," meenutas Resconi. 2013. aastal tehtud vaatlused vihjasid, et teistest veel suurusjärkude võrra energeetilisemad osakesed on pärit väljaspoolt Linnuteed. Järgnevatel aastatel nähti teleskoobiga aastas keskmiselt tosinat taolist monstrumneutriinot. Nende lähtepunkt jäi endiselt tabamatuks.

Neutriinot olid näha mitmete detektoritega. Autor: IceCube/NASA

Ühel päeval vedas. 22. septembril 2017 saatis IceCube'i teleskoobi automaatika üle kogu maailma paiknevatele observatooriumitele teate ülienergeetilise neutriino registreerimisest. Kutsele vastanud teleskoobid katsid praktiliselt kõik lainesagedused, alates raadiolainetest lõpetades gammakiirgusega. Kuus päeva hiljem märgati Fermi kosmoseteleskoobiga blasarit TXS 0506+056. Tihke supermassiivse musta auguga üliere galaktika asub Maast ligikaudu nelja miljardi valgusaasta kaugusel.

"Alates 2012 aastast on IceCube mõõtnud neutriinosid ja märganud, et just suurte energiate juures on neid rohkem, kui füüsikud ootasid. Nüüd sai siis selgeks, et osa neist neutriinodest on pärit Universumi kõige energeetilisematest objektidest, blasaritest," sõnas uurimusega otseselt mitte seotud KBFI vanemteadur Andi Hektor.


Andi Hektor selgitab blasarite tööpõhimõtet.

Kiirgus tekib tänu sellele, et nooremate galaktikate keskme piirkonnas on palju kosmilist gaasi ja tolmu. See voolab musta augu külgetõmbejõu tõttu musta auku. Nagu vanni äravooluava juures tekib veekeeris, nii tekib ka musta augu ümber hiiglaslik gaasi- ja tolmukeeris. Kuna sellised mustad augud kaaluvad miljoneid korda rohkem kui meie Päike, siis on keeris väga võimas.

Sisemise hõõrdumise tõttu kuumeneb see miljonite kraadideni. Tekkinud plasmas tekivad ning rebenevad tohutult võimsad magnetväljad. Just need magnetväljad tekitavad omakorda veel suurema energiaga osakesi, mis lendavad tohutu voona välja musta augu magnetpooluste piirkondadest.

Kui selline voog tabab näiteks gaasipilve või eesliikuvat aeglustatud voogu, hakkab see kiirgama väga energeetilist gammakiirgust. Aga mitte ainult gammakiirgust, vaid ka väga palju raskemini mõõdetavaid osakesi nimega neutriino.


Tõsi, mitmed IceCube'i kollektiivi tunnistasid, et seos blasari ja neutriinode vahel pole veel täielikult kindel. Võimalus, et ülienergeetiline neutriino ja blasar sattusid ühele joonele puhta juhuste kokkulangemise tõttu, on praegu 1:740'le.

"Füüsikud pole nähtuse reaalsuses tavaliselt kindlad, kui see tõenäosus on 1:3,5 miljonile". Samas pole praegune signaal Saksa Elektronsünkrotroni teadlase ja uurimuste juures statistilise analüüsi ees vastutanud Anna Franckowiaki sõnul ka nii nõrk, et seda kergekäeliselt kõrvale heita.

Eelnevatelt registreeritud neutriinosid sisaldavat andmebaasi uurides nägi töörühm, et samast taevapiirkonnast lähtus 2014. aasta lõpus ja 2015. aasta alguses 150 päeva jooksul oodatust 13 neutriinot rohkem. See langetab võimalust, et tegu on statistilise anomaaliaga 1:5000'st.

Paraku pole teada, kas blasar paistis taevalaotusel eredana ka toona. "Me teame nüüd igal juhul paremini, mida otsima peaksime. See võimaldab meil taoliste allikate tulevikus täpsemalt leida," sõnas Elisa Resconi.

Praegu on IceCube Andi Hektori sõnul ainuke kõrge energia juures töötav neutriinoteleskoop. "Umbes järgmise viie aasta jooksul hakkab tööle Vahemere põhjas asuv neutriinoteleskoop KM3Net, mis peaks teoreetiliselt olema oluliselt suurem ja parema kvaliteediga. Siiski, nagu teaduses ikka, enne kui aparaat tööle pole hakanud, ei julge selle kvaliteeti ja edusamme ette ennustada," laiendas vanemteadur.

Vaatlusi kirjeldati ajakirjas Science. [1; 2]



ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: