Od dziesięcioleci naukowcy poszukiwali na Ziemi nieuchwytnych neutrin pochodzących spoza Układu Słonecznego. Teraz są pewni, że nareszcie je znaleźli. To oznacza, że w astronomii zaczyna się nowa era.
Posługując się IceCube Neutrino Observatory, detektorem neutrin znajdującym się na Antarktydzie, badacze natknęli się na pierwsze dowody istnienia na Ziemi tych cząstek pochodzących spoza Układu Słonecznego od 1987 roku. W tym miejscu warto zaznaczyć, że co sekundę miliardy neutrin - cząstek elementarnych o zerowym ładunku elektrycznym oraz niewielkiej masie - przechodzą przez centymetr kwadratowy Ziemi. Większość z nich pochodzi albo ze Słońca, albo z ziemskiej atmosfery.
- To wielki przełom - powiedział o odkryciu Uli Katz, fizyk cząstek z niemieckiego z Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, który nie był zaangażowany w badania. - Myślę, że to jedno z największych odkryć w fizyce astrocząsteczkowej - dodał.
Zdaniem badaczy, zaczyna się nowa era w astronomii. To podczas jej trwania mogą zostać ujawnione tajemnice najbardziej zaskakujących fenomenów kosmicznych.
Historia poszukiwań
W ubiegłym wieku naukowcy zastanawiali się, jakie jest źródło promieniowania kosmicznego, które w jednym jądrze atomowym zawiera energię pocisku karabinowego. Uważano, że mogą je produkować takie obiekty jak supernowe, czarne dziury bądź rozbłyski gamma, jednak potwierdzenie tego było bardzo trudne. Zamiast tego naukowcy zaczęli więc skupiać się na poszukiwaniu neutrin, które powstają, gdy promienie kosmiczne reagują z otoczeniem.
Na pierwsze dowody ich istnienia na Ziemi natknięto się w 1987 roku - wykryto wtedy dwa neutrina.
IceCube przyniósł przełom
W dalszych poszukiwaniach pomocny okazał się IceCube, którego budowę zakończono w grudniu 2010 roku (trwała ona prawie 6 lat). Ten detektor znajduje się pod lodami bieguna południowego, na terenie ośrodka badawczego Amundsen-Scott South Pole Station. Obserwatorium zawiera 5160 cyfrowych modułów optycznych, które są zawieszone na 86 pasach. Wykrywają one małe niebieskie rozbłyski emitowane, kiedy neutrina zaczynają reagować z cząsteczkami w lodzie (zachodzi wtedy tzw. promieniowanie Czerenkowa).
W kwietniu 2012 roku IceCube wykrył dwa neutrina z energią wynosząca nieco ponad jeden petaelektronowolt. Były to pierwsze neutrina pochodzące definitywnie spoza Układu Słonecznego, na jakie natknięto się od 1987 roku. Na cześć bohaterów Ulicy Sezamkowej nazwano je Bert i Ernie. Jak się okazało, miały one ponad milion razy więcej energii niż te odkryte 1987 roku.
Głębsze analizy, do jakich doszło po tym odkryciu, pozwoliły wykryć łącznie 28 wysokoenergetycznych neutrin spoza Układu Słonecznego w danych zbieranych od maja 2010 roku do maja 2012 roku. Każde z tych neutrin miało ponad 30 teraelektronowoltów.
Choć grupa badaczy pracujący przy IceCube ogłosiła pierwsze rezultaty 15 maja, to pełny opis ich odkrycia pojawił się w czwartek 21 listopada w "Science".
To przekonujący dowód
- Mamy naprawdę przekonujący dowód na to, że znaleźliśmy neutrina spoza ziemskiej atmosfery i spoza Układu Słonecznego - powiedział Nathan Whitehorn, fizyk z amerykańskiego University Madison-Wisconsin, który należał do grupy badawczej.
Niestety liczba neutrin jest zbyt mała, by można było wskazać ich pochodzenie.
Autor: map / Źródło: space.com