يكتشف IceCube النيوترينوات عالية الطاقة من داخل مجرة ​​درب التبانة - عالم الفيزياء

تم رصد نيوترينوات عالية الطاقة من مجرة ​​درب التبانة لأول مرة. هذا وفقًا للنتائج الجديدة من مرصد آيس كيوب نيوترينو في محطة أموندسن-سكوت ساوث بول التي تفتح طريقًا جديدًا لعلم الفلك متعدد الرسائل من خلال مراقبة مجرة ​​درب التبانة في الجسيمات بدلاً من الضوء.

النيوترينوات هي جسيمات أساسية لها كتل صغيرة جدًا وبالكاد تتفاعل مع المادة الأخرى ، لكنها تملأ الكون بتريليونات تمر عبر جسدك كل ثانية دون ضرر.

في السابق ، تم اكتشاف نيوترينوات أكثر نشاطًا بمليارات المرات من تلك الناتجة عن تفاعلات الاندماج داخل شمسنا قادمة من مصادر خارج المجرة مثل الكوازارات. ومع ذلك ، تتنبأ النظرية بأنه يجب أيضًا إنتاج نيوترينوات عالية الطاقة داخل مجرة ​​درب التبانة.

عندما ينظر علماء الفلك إلى مستوى مجرتنا ، فإنهم يرون أن درب التبانة مضاءة بانبعاثات أشعة غاما التي تنتج عندما تصطدم الأشعة الكونية المحاصرة بالمجال المغناطيسي لمجرتنا مع الذرات الموجودة في الفضاء بين النجوم. يجب أن تنتج هذه الاصطدامات أيضًا نيوترينوات عالية الطاقة.

وجد الباحثون الآن أخيرًا أدلة مقنعة على هذه النيوترينوات باستخدام تقنيات التعلم الآلي لفحص البيانات خلال عشر سنوات من مرصد IceCube Neutrino ، والذي يتضمن حوالي 60 حدث نيوترينو. "[تمامًا مثل أشعة جاما] ، يتم توزيع النيوترينوات التي نلاحظها في جميع أنحاء سطح المجرة ،" فرانسيس هالزين من جامعة ويسكونسن ماديسون ، وهو الباحث الرئيسي في IceCube.

أحداث تتالي

يتكون كاشف IceCube من كيلومتر مكعب من الجليد مدفون تحت القطب الجنوبي ومربوط بـ 5160 مستشعرًا ضوئيًا يراقب ومضات الضوء المرئي في المناسبات النادرة التي يتفاعل فيها النيوترينو مع جزيء من جليد الماء. عندما يحدث حدث نيوترينو ، يترك النيوترينو مسارًا ممدودًا أو "حدث شلال" حيث تتركز طاقة النيوترينو في حجم كروي صغير داخل الجليد.

عندما تتفاعل الأشعة الكونية مع المادة في الوسط النجمي فإنها تنتج بيونات قصيرة العمر تتحلل بسرعة. قال هالزن: "تتحلل البيونات المشحونة في النيوترينوات التي اكتشفها IceCube وتتحلل البيونات المحايدة إلى شعاعين من أشعة جاما رصدهما [ناسا] فيرمي [تلسكوب أشعة جاما الفضائي]" عالم الفيزياء.

لم يتم اكتشاف النيوترينوات من قبل لأنها كانت تغرق بسبب إشارة خلفية من النيوترينوات والميونات الناتجة عن تفاعلات الأشعة الكونية بالقرب من المنزل ، في الغلاف الجوي للأرض.

يكتشف IceCube النيوترينوات عالية الطاقة من نواة مجرة ​​نشطة

تترك هذه الخلفية مسارات تدخل إلى الكاشف ، في حين أن النيوترينوات ذات الطاقة الأعلى من مجرة ​​درب التبانة من المرجح أن تنتج أحداثًا متتالية. تمكنت خوارزمية التعلم الآلي التي طورها علماء IceCube في جامعة TU Dortmund في ألمانيا من الاختيار فقط للأحداث المتتالية ، مما أدى إلى إزالة الكثير من التداخل المحلي والسماح للإشارة من درب التبانة بالظهور.

على الرغم من صعوبة الحصول على معلومات حول الاتجاه الذي أتى منه النيوترينو في حدث تسلسلي ، يقول هالزن إنه يمكن إعادة بناء الأحداث المتتالية بدقة "خمس درجات أو نحو ذلك". على الرغم من أن هذا يحول دون تحديد مصادر معينة للنيوترينوات في مجرة ​​درب التبانة ، إلا أن هالزن يقول إنه يكفي مراقبة نمط الإشعاع من المجرة ومطابقته مع نمط إشعاع أشعة جاما بواسطة تلسكوب فيرمي الفضائي.

الخطوة التالية للفريق هي محاولة تحديد مصادر معينة للنيوترينوات في مجرة ​​درب التبانة. يمكن أن يكون هذا ممكنًا مع IceCube المجدد ، المسمى Gen2، مما سيزيد من حجم منطقة الكاشف إلى عشرة كيلومترات مكعبة من الجليد عندما يصبح جاهزًا للعمل بشكل كامل بحلول عام 2032.

يتم نشر النتائج في علوم.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون السيارات / المركبات الكهربائية ، كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• BlockOffsets. تحديث ملكية الأوفست البيئية. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/icecube-detects-high-energy-neutrinos-from-within-the-milky-way/