IceCube מזהה ניטרינו בעלי אנרגיה גבוהה מתוך שביל החלב - עולם הפיזיקה

ניטרינו עתירי אנרגיה המגיחים מגלקסיית שביל החלב זוהו לראשונה. כך על פי ממצאים חדשים מ- מצפה ניוטרינו IceCube בתחנת הקוטב הדרומי אמונדסן-סקוט שפותחת שדרה חדשה של אסטרונומיה מרובת שליחים על ידי התבוננות בגלקסיית שביל החלב בחלקיקים ולא באור.

ניטרינו הם חלקיקים בסיסיים שיש להם מסות קטנות מאוד ובקושי מתקשרים עם חומר אחר, אבל הם ממלאים את היקום בטריליונים שעוברים ללא מזיק בגופכם בכל שנייה.

בעבר, נייטרינו אנרגטיים פי מיליארדי מאלה שנוצרו על ידי תגובות היתוך בתוך השמש שלנו, זוהו שהגיעו ממקורות חוץ-גלקטיים כמו קוואזרים. עם זאת, התיאוריה צופה שגם נייטרינים בעלי אנרגיה גבוהה צריכים להיות מיוצרים בתוך שביל החלב.

כאשר אסטרונומים מתבוננים במישור הגלקסיה שלנו, הם רואים את שביל החלב מואר בפליטות קרני גמא שנוצרות כאשר קרניים קוסמיות שנלכדו על ידי השדה המגנטי של הגלקסיה שלנו מתנגשות באטומים בחלל הבין-כוכבי. התנגשויות אלו אמורות לייצר גם נייטרינו בעלי אנרגיה גבוהה.

חוקרים מצאו כעת סוף סוף ראיות משכנעות לניטרינו אלה על ידי שימוש בטכניקות למידת מכונה כדי לנפות עשר שנים של נתונים ממצפה הניטרינו IceCube, הכולל כ-60 אירועי נייטרינו. "[בדיוק כמו קרני גמא], הנייטרינו שאנו צופים מפוזרים בכל המישור הגלקטי", אומר פרנסיס האלזן מאוניברסיטת ויסקונסין–מדיסון, שהוא החוקר הראשי של IceCube.

אירועי אשד

גלאי IceCube מורכב מקילומטר מעוקב של קרח הקבור מתחת לקוטב הדרומי ומתוח באמצעות 5160 חיישנים אופטיים הצופים בהבזקי אור נראה במקרים נדירים שבהם ניטרינו יוצר אינטראקציה עם מולקולת מים-קרח. כאשר מתרחש אירוע נייטרינו, הנייטרינו עוזב מסלול מוארך או "אירוע מפל" שבו האנרגיה של הנייטרינו מתרכזת בנפח קטן וכדורי בתוך הקרח.

כאשר קרניים קוסמיות מקיימות אינטראקציה עם החומר בתווך הבין-כוכבי הן מייצרות פיונים קצרי חיים שמתכלים במהירות. "פיונים טעונים מתכלים לתוך הנייטרינים שמזוהים על ידי IceCube ויונים ניטרליים מתכלים לשתי קרני גמא שנצפו על ידי פרמי [טלסקופ קרני גמא] של [נאס"א]", אמר הלזן עולם הפיזיקה.

הנייטרינים לא זוהו בעבר מכיוון שהם טבעו על ידי אות רקע של ניטרינו ומיואונים שנגרמו על ידי אינטראקציות של קרניים קוסמיות הרבה יותר קרוב לבית, באטמוספירה של כדור הארץ.

IceCube מזהה נויטרינו בעלי אנרגיה גבוהה מגרעין גלקטי פעיל

רקע זה משאיר עקבות שנכנסים לגלאי, בעוד שלנייטרינו באנרגיה גבוהה יותר משביל החלב יש סיכוי גבוה יותר לייצר אירועי אשד. אלגוריתם לימוד המכונה שפותח על ידי מדעני IceCube מאוניברסיטת TU דורטמונד בגרמניה הצליח לבחור רק עבור אירועי אשד, הסיר חלק גדול מההפרעות המקומיות ואפשר לאות משביל החלב לבלוט.

למרות שקשה יותר להשיג מידע על הכיוון ממנו הגיע נייטרינו באירוע מפל, הלזן אומר שניתן לשחזר אירועי מפל בדיוק של "חמש מעלות בערך". למרות שזה מונע זיהוי מקורות ספציפיים של ניטרינו בשביל החלב, הלזן אומר שמספיק לצפות בתבנית הקרינה מהגלקסיה ולהתאים אותה לזו שנצפה בקרני גמא על ידי טלסקופ החלל פרמי.

השלב הבא של הצוות הוא לנסות ולזהות מקורות ספציפיים של נויטרינו בשביל החלב. זה יכול להיות אפשרי עם IceCube המחודש, בשם Gen2, מה שיגדיל את שטח הגלאי לעשרה קילומטרים מעוקבים של קרח כאשר הוא יהפוך לפעולה מלאה עד 2032.

הממצאים פורסמו ב מדע.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. רכב / רכבים חשמליים, פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• BlockOffsets. מודרניזציה של בעלות על קיזוז סביבתי. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/icecube-detects-high-energy-neutrinos-from-within-the-milky-way/