Yakındaki Bir Galaksinin Yaydığı Açıklanamayan Nötrinolar Antarktika'nın Altında Tespit Edildi

NGC 1068 olarak da bilinen Messier 77, bizim galaksimiz dışında en çok incelenen galaksilerden biridir, ancak yine de şaşırtabilir. Güzel spiral şekliyle amatör gök bilimciler tarafından sevilen Messier 77'nin birçok yüksek enerjili nötrino ürettiği ortaya çıktı. Bunu bulmak için araştırmacıların, çoğu astronomide olduğu gibi uzaya veya dağların tepelerine değil, Antarktika buzunun kilometrelerce derinlerine gitmeleri gerekiyordu. Keşif, her yönden gelen bol miktarda kozmik nötrinoları açıklamaya yardımcı olabilir.

Nötrinolar ilk olarak 1930'da önerildi, çünkü fizikçiler bazı nükleer reaksiyonların ürünlerinin önceden var olandan daha az enerji ve momentuma sahip olduğunu fark ettiler. Bu, her türlü yasayı ihlal ettiğinden, tespit etmedikleri bir kayıp parçacık olması gerektiği sonucuna varıldı, ancak gerekli şartlara uyan parçacığın bulunması 26 yıl sürdü.

Artık evrenin kozmik nötrinolarla dolu olduğunu ve her saniye içimizden milyarlarcasının geçtiğini biliyoruz. Ancak onları tespit etmek o kadar zor ki, çok azını buluyoruz ve kaynakları konusunda kararsız kalıyoruz. Bununla birlikte, yeni bir makale, Messier 77'nin bunlardan oldukça fazla ürettiğini ve muhtemelen aynı şeyi yapan bir galaksi sınıfını temsil ettiğini ortaya koyuyor. Bu, neden daha önce bilinen kaynaklara atfedilebilecek olandan daha fazla yüksek enerjili nötrinoların var olduğunu açıklayabilir.

Yüzyıllardır Dünya'ya en yakın süpernova olan SN 1987A ile ilişkili bir nötrino patlamasının keşfi, patlayan yıldızların kozmik nötrinolar için önemli bir kaynak olduğunu gösterdi. Ancak, Messier 77'de bir süpernova olsaydı, bunu bilmeyi beklerdik. 47 milyon ışık yılı uzaklıkta, 1987A'dan çok daha uzakta, ancak yine de her yıl tespit ettiğimiz süpernovaların büyük çoğunluğundan daha yakın.

IceCube Gözlemevi, yüksek enerjili bir nötrino kaynağı olan TXS 0506+056'nın ilk keşfini 2018'de yaptı, Messier 77'nin neredeyse 100 katı daha uzak ve uygun olarak Orion'un omzunda bulunur. Ancak, ikisi arasında pek bir benzerlik yok gibi görünüyor. TXS 0506+056 bir blazardır, süper kütleli kara deliğinin ışık hızına yakın jetleri Dünya'ya dönük olan bir galaksi türü. TXS 0506+056, bilim insanlarının bu jetler tarafından üretilen gama ışınları ve nötrinolar üzerinde eş zamanlı gözlemler yapmasına imkan verdi.

Messier 77'nin yerel evren için alışılmadık derecede aktif bir süper kütleli kara deliği olmasına rağmen, hiçbir jet tespit edilmedi, bu da onu radyo sessiz Aktif Galaktik Çekirdek (AGN) olarak bilinen şey yapıyor.

Sanatçının, buzun içindeki müonların, nötrinoların atom çekirdeğine çarpmasıyla üretildiğinde, yaydığı ışıklara dair izlenimi.

 

Pennsylvania Eyalet Üniversitesi'nden Dr. Kohta Murase, eşlik eden bir Perspektifte, "Blazarlardan ve radyo gürültülü AGN'lerden daha bol olan radyo sessiz AGN'ler... gözlenen kozmik nötrinoların miktarını açıklamaya yardımcı olabilir." dedi.

Adelaide Üniversitesi'nden ortak yazar Dr. Gary Hill bir açıklamada, "2018'de TXS 0506+056'dan nötrinoların keşfinin heyecanından sonra, IceCube ile görebildiğimiz düzenli bir nötrino akışı üreten bir kaynak bulmak daha da heyecan verici." dedi.

Wisconsin-Madison Üniversitesi'nden Profesör Francis Halzen, farklı bir açıklamada, "Bir nötrino, bir kaynağı belirleyebilir. Ancak yalnızca birden fazla nötrinoyla yapılan bir gözlem, en enerjik kozmik cisimlerin gizlenmiş çekirdeğini ortaya çıkaracaktır." dedi. "IceCube, NGC 1068'den yaklaşık 80 nötrino teraelektronvolt enerji biriktirdi, bu henüz tüm sorularımızı yanıtlamak için yeterli değil, ancak bunlar kesinlikle nötrino astronomisinin gerçekleştirilmesine doğru atılan bir sonraki büyük adım."

Nötrinolar sıradan madde ile o kadar zayıf etkileşime girer ki, kaynakları toz bulutları tarafından gizlenmez. Ne yazık ki, kaynaklarını doğrudan göremiyorsak, nötrinoları neyin ürettiğini bulmak zordur.

Nötrinoların zayıf etkileşimleri, dedektörlerini, nötrinoların atom çekirdeğine çarptığında müonlar oluşturduğu nadir durumlarda yayılan ışık parlamalarını arayarak çalışmaya zorlar.

IceCube Laboratuvarı, çalıştığı buzun bir kilometre küpü içindeki ışık parlamalarını algılayan 86 diziye dayanır.

 

Daha büyük ve daha derin dedektörler inşa ederek daha fazla nötrino, ve daha hızlı hareket eden ve dolayısıyla daha fazla enerji taşıyanları, yakalamak mümkündür. IceCube gen-2 planlandı. Bu sadece bilim insanlarının Messier 77 hakkında daha fazla şey öğrenmesine izin vermekle kalmayacak, yakındaki galaksiyi benzer ancak daha uzak nötrino üreticileriyle karşılaştırmak da mümkün olacak.

Deutsches Elektronen-Synchrotron'dan Dr. Marek Kowalski, "Sanki IceCube bize bir define haritası verdi." dedi.

Makale, Murase'nin Perspektifi ile birlikte, Science dergisinde yayınlandı.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.