Događaj koji je podstakao ovo istraživanje odigrao se 2021. godine, kada je detektor IceCube, smešten duboko u antarktičkom ledu, zabeležio dolazak neutrina nobično visoke energije. Takvi neutrini beleže se tek svakih nekoliko godina. Opservatorija je odmah izdala upozorenje astronomskoj zajednici.
Na je snimku uz ovaj tekst, načinjenom teleskopima Gemini North i ALMA, prikazana je galaksija Shadow Blaster, za koju astronomi pretpostavljaju da je izvor visokoenergetskog neutrina IC 210922A zabeleženog 2021. godine na Opservatoriji IceCube. Masivna crvena galaksija u prvom planu svojom gravitacijom savija svetlost udaljenije, zbog čega se ona prikazuje kao nekoliko izobličenih žutih lukova. Astronomi veruju da su ušli u trag porekla sablasne kosmičke čestice sve do 11 milijardi svetlosnih godina udaljene galaksije, što predstavlja značajan korak u razumevanju tajanstvenih neutrina. Izvor čestice koja je stigla do Zemlje je daleka galaksija u kojoj se intenzivno rađaju zvezde, a nazvana je Shadow Blaster, piše CNN.
Neutrini su jedne od najzastupljenijih čestica u svemiru, no zbog svoje sablasne prirode izuzetno ih je teško proučavati. Nemaju električni naboj, masa im je neznatna i gotovo da ne stupaju u interakciju s drugom materijom. Iako se zna da nastaju u supernovama, nuklearnim reakcijama u zvezdama i raspadom teških čestica, precizno određivanje njihovog izvora veliki je izazov za naučnike. Događaj koji je podstakao ovo istraživanje odigrao se 2021. godine, kada je detektor IceCube, smešten duboko u antarktičkom ledu, zabeležio dolazak neutrina nobično visoke energije. Takvi neutrini, prema rečima Erika Blaufusa, istraživača sa Univerziteta u Merilendu koji nije učestvovao u studiji, beleže se tek svakih nekoliko godina. Opservatorija je odmah izdala upozorenje astronomskoj zajednici. Iako su se naučnici dali u potragu, početna osmatranja nisu u otkrila nikakve eksplozije zvezda ili izlive gama i rendgenskih zraka koji bi se mogli povezati s neutrinom.
„Sami neutrini govore da se negde na nebu dogodilo nešto energično, ali nam obično ne otkrivaju tačan izvor, koliko je udaljen ni kakav ga je događaj proizveo”, objasnio dr Juđi Urata, rukovodilac studije i istraživač u tajvanskoj kompaniji MITOS Science. „Da bismo odgovorili na ta pitanja, potrebno nam je svetlo: radio, submilimetarsko, infracrveno, optičko, rendgensko i gama-zračenje.”
Nekoliko dana nakon upozorenja, Urata i saradnici imali su više sreće. Posmatranjima pomoću teleskopa na Havajima otkrili su galaksiju bogatu prašinom u kojoj se intenzivno stvaraju zvezde, nazvanu JCMT0402−0424. Dali joj je dao nadimak Shadow Blaster. Shadow (senka) dobila jer je zbog guste prašine gotovo nevidljiva u optičkom, rendgenskom ili gama-spektru, a Blaster (eksplozija) odnosi se na pretpostavku da, uprkos skrivanju, može biti snažan izvor visokoenergetskih čestica. Dodatna osmatranja obelodanila su ključan detalj: galaksija se nalazila iza gravitacionog sočiva. Taj fenomen događa se kada masivna galaksija u prednjem planu svojom gravitacijom deluje kao uvećanje, pojačavajući svetlost udaljenijeg tela iza sebe.
„Efekat leće pojačao je sjaj galaksije i omogućio nam da proučimo skriveno, kompaktno područje stvaranja zvezda koje bi inače bilo znatno teže otkriti”, rekao je Urata. Gusta zvezdana porodilišta, poput ovog, mogu stvoriti okruženje gasa, zračenja i magnetskih polja koje deluje kao akcelerator čestica i proizvodi neutrine. „Galaksije u kojima se stvaraju zvezde proizvode veliki broj zvezda. Jedne od su masivne i brzo sagorevaju i eksplodiraju kao supernove, pri čemu verovatno ubrzavaju kosmičke zrake”, rastumačio je Džastin Vandenbruk, profesor sa Univerziteta Viskonsin-Medison koji nije bio uključen u studiju.
Takve galaksije su bile uobičajene u ranom svemiru, pre 10 milijardi godina, no povezivanje s neutrinima išlo je teško jer su zbog prašine uglavnom slabo vidljive. Prema analizi, ova vrsta galaksija mogla bi biti odgovorna za oko 20% pozadinskog neutrinskog zračenja koje meri IceCube. Ipak, naučnici ostaju oprezni. Vandenbruk napominje da bi pronalazak galaksije u blizini putanje neutrina mogao biti i slučajnost, čiju verovatnoću istraživači procenjuju na oko jedan odsto: „Potrebno je zabeležiti još takvih veza između ove vrste galaksija i visokoenergetskih neutrina da bi se utvrdilo jesu li one doista njihovi izvori”.
Teleskopi poput ALMA i svemirskog James Webb menjaju način na koji astronomi proučavaju udaljene i prašnjave galaksije. „Ako su neke ujedno i izvori neutrina, onda bi nam oni mogli pružiti potpuno nov način za proučavanje kako su galaksije stvarale zvezde, gradile magnetska polja i ubrzavale kosmičke zrake dok je svemir bio mlad”, naglasio je Urata. Ova studija pospešiće buduće potrage za izvorima neutrina, a korištenje gravitacionih sočiva moglo bi omogućiti dublje razumevanje ovih i dalje tajanstvenih čestica. „Neutrini nam pružaju neku vrstu superrendgenskog vida koji omogućuje proučavanje pojava inače skrivenih našim teleskopima, slično kao što rendgen omogućuje da vidimo unutrašnjost ljudi i predmeta”, zaključio je Džastin Vandenbruk.
(Ilustracija International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
(Indeks)
