Το IceCube ανιχνεύει νετρίνα υψηλής ενέργειας μέσα από τον Γαλαξία - Κόσμος της Φυσικής

Τα νετρίνα υψηλής ενέργειας που αναδύονται από τον γαλαξία του Γαλαξία έχουν εντοπιστεί για πρώτη φορά. Αυτό σύμφωνα με νέα ευρήματα από το Παρατηρητήριο Νετρίνων IceCube στον Σταθμό του Νότιου Πόλου Amundsen–Scott που ανοίγει μια νέα λεωφόρο αστρονομίας με πολλούς αγγελιοφόρους παρατηρώντας τον γαλαξία του Γαλαξία σε σωματίδια και όχι σε φως.

Τα νετρίνα είναι θεμελιώδη σωματίδια που έχουν πολύ μικρές μάζες και μετά βίας αλληλεπιδρούν με άλλη ύλη, αλλά γεμίζουν το σύμπαν με τρισεκατομμύρια που περνούν ακίνδυνα από το σώμα σας κάθε δευτερόλεπτο.

Προηγουμένως, είχαν εντοπιστεί νετρίνα δισεκατομμύρια φορές πιο ενεργητικά από εκείνα που παράγονται από αντιδράσεις σύντηξης στον Ήλιο μας που προέρχονται από εξωγαλαξιακές πηγές όπως τα κβάζαρ. Ωστόσο, η θεωρία προβλέπει ότι τα νετρίνα υψηλής ενέργειας θα πρέπει επίσης να παράγονται στον Γαλαξία μας.

Όταν οι αστρονόμοι κοιτάζουν το επίπεδο του γαλαξία μας, βλέπουν τον Γαλαξία να φωτίζεται με εκπομπές ακτίνων γάμμα που παράγονται όταν οι κοσμικές ακτίνες που παγιδεύονται από το μαγνητικό πεδίο του γαλαξία μας συγκρούονται με άτομα στο διαστρικό διάστημα. Αυτές οι συγκρούσεις θα πρέπει επίσης να παράγουν νετρίνα υψηλής ενέργειας.

Οι ερευνητές βρήκαν επιτέλους πειστικά στοιχεία για αυτά τα νετρίνα χρησιμοποιώντας τεχνικές μηχανικής μάθησης για να κοσκινίσουν δεδομένα δέκα ετών από το Παρατηρητήριο Νετρίνων IceCube, το οποίο περιλαμβάνει περίπου 60 γεγονότα νετρίνων. «[Ακριβώς όπως οι ακτίνες γάμμα], τα νετρίνα που παρατηρούμε είναι κατανεμημένα σε όλο το γαλαξιακό επίπεδο», λέει Φράνσις Χάλζεν του Πανεπιστημίου του Wisconsin–Madison, ο οποίος είναι ο κύριος ερευνητής του IceCube.

Εκδηλώσεις καταρράκτη

Ο ανιχνευτής IceCube αποτελείται από ένα κυβικό χιλιόμετρο πάγου θαμμένο κάτω από τον Νότιο Πόλο και με 5160 οπτικούς αισθητήρες που παρακολουθούν για λάμψεις ορατού φωτός στις σπάνιες περιπτώσεις που ένα νετρίνο αλληλεπιδρά με ένα μόριο νερού-πάγου. Όταν συμβαίνει ένα συμβάν νετρίνου, το νετρίνο είτε αφήνει μια επιμήκη διαδρομή είτε ένα «συμβάν καταρράκτη» όπου η ενέργεια του νετρίνου συγκεντρώνεται σε έναν μικρό, σφαιρικό όγκο μέσα στον πάγο.

Όταν οι κοσμικές ακτίνες αλληλεπιδρούν με την ύλη στο διαστρικό μέσο παράγουν βραχύβια πιόνια που διασπώνται γρήγορα. «Τα φορτισμένα πιόνια διασπώνται στα νετρίνα που ανιχνεύονται από το IceCube και τα ουδέτερα πιόνια διασπώνται σε δύο ακτίνες γάμμα που παρατηρούνται από το Fermi [Διαστημικό Τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα] [της NASA]», είπε ο Halzen. Κόσμος Φυσικής.

Τα νετρίνα είχαν μείνει απαρατήρητα στο παρελθόν επειδή πνίγονταν από ένα σήμα υποβάθρου από νετρίνα και μιόνια που προκλήθηκαν από αλληλεπιδράσεις κοσμικής ακτίνας πολύ πιο κοντά στο σπίτι, στην ατμόσφαιρα της Γης.

Το IceCube ανιχνεύει νετρίνα υψηλής ενέργειας από έναν ενεργό γαλαξιακό πυρήνα

Αυτό το φόντο αφήνει ίχνη που εισέρχονται στον ανιχνευτή, ενώ τα νετρίνα υψηλότερης ενέργειας από τον Γαλαξία μας είναι πιο πιθανό να παράγουν γεγονότα καταρράκτη. Ο αλγόριθμος μηχανικής μάθησης που αναπτύχθηκε από επιστήμονες του IceCube στο Πανεπιστήμιο TU Dortmund στη Γερμανία μπόρεσε να επιλέξει μόνο για συμβάντα καταρράκτη, αφαιρώντας μεγάλο μέρος της τοπικής παρεμβολής και επιτρέποντας στο σήμα από τον Γαλαξία να ξεχωρίζει.

Αν και είναι πιο δύσκολο να ληφθούν πληροφορίες σχετικά με την κατεύθυνση από την οποία έχει προέλθει ένα νετρίνο σε ένα συμβάν καταρράκτη, ο Halzen λέει ότι τα γεγονότα καταρράκτη μπορούν να ανακατασκευαστούν με ακρίβεια «πέντε μοιρών περίπου». Αν και αυτό αποκλείει τον εντοπισμό συγκεκριμένων πηγών νετρίνων στον Γαλαξία, ο Halzen λέει ότι αρκεί να παρατηρήσουμε το μοτίβο ακτινοβολίας από τον γαλαξία και να το αντιστοιχίσουμε με αυτό που παρατηρήθηκε για τις ακτίνες γάμμα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi.

Το επόμενο βήμα για την ομάδα είναι να προσπαθήσει να εντοπίσει συγκεκριμένες πηγές νετρίνων στον Γαλαξία. Αυτό θα μπορούσε να είναι δυνατό με το ανανεωμένο IceCube, που ονομάζεται Gen2, το οποίο θα αυξήσει το μέγεθος της περιοχής του ανιχνευτή σε δέκα κυβικά χιλιόμετρα πάγου όταν θα είναι πλήρως λειτουργικό έως το 2032.

Τα πορίσματα δημοσιεύονται στο Επιστήμη.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Αυτοκίνητο / EVs, Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• BlockOffsets. Εκσυγχρονισμός της περιβαλλοντικής αντιστάθμισης ιδιοκτησίας. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/icecube-detects-high-energy-neutrinos-from-within-the-milky-way/