Len druhýkrát v histórii sme dokázali nájsť súvis medzi vysokoenergetickým neutrínom, ktorý zasiahol Zem a objektom nachádzajúcim sa ďaleko za hranicami našej galaxie. Objav je pre vedcov dobrou správou a znamením, že vysokoenergetické kozmické neutrína môžeme spätne vystopovať až k ich zdroju. O téme informoval portál Phys.

Elementárne častice, ktoré prejdú materiálom bez reakcie

Neutrína sú elementárne častice patriace medzi leptóny s poločísleným spinom. Tieto častice teda patria medzi fermiony a ich vlastnosti fascinujú vedcov po celom svete už desiatky rokov.

Neutrína sú totiž veľmi zvláštne častice, ktoré svojou hmotnosťou výrazne zaostávajú za väčšinou elementárnych častíc. V porovnaní s elektrónom je ich hmotnosť až 500 000-krát menšia. Neutrína nenesú elektrický náboj nepôsobí na ne silná a ani elektromagnetická interakcia a s hmotou interagujú jedine prostredníctvom slabej interakcie a gravitácie.

Zobraziť celú galériu (3)

TDE at2019dsg. ZTF/Caltech Optical Observatories

Zaujímavosťou je aj to, že tieto elementárne častice dokážu prechádzať hmotou bez akejkoľvek reakcie. Ak by sme chceli napríklad zachytiť aspoň polovicu neutrín prichádzajúcich zo Slnka, potrebovali by sme na to kus olova s hrúbkou jedného svetelného roka. Nie je teda žiadnym prekvapením, že detekcia tejto častice veľmi náročná a vyžaduje si množstvo úsilia a práce.

Ako píše NASA na svojom webe, astrofyzici sa zaujímajú o vysokoenergetické neutrína, ktoré svojou energiou niekedy až 1000-násobne prekračujú energie dosiahnuté pomocou najvýkonnejšieho urýchľovača častíc na Zemi.

Jedno takéto vysokoenergetické neutríno s názvom IC191001A prichádzajúce z inej galaxie sa však vedcom podarilo detegovať na Antarktíde 1. októbra 2019 pomocou observatória IceCube Neutrino Observatory.

„(Neutríno) narazilo na antarktický ľad s pozoruhodnou energiou viac ako 100 tera-elektrónvoltov,“ uviedla vedkyňa Anna Franckowiak

Môžu neutrína vznikať pri násilných udalostiach, kedy čierna diera pohltí hviezdu?

Nová štúdia publikovaná v prestížnom žurnále Nature Astronomy sa však nezaoberá iba neutrínom, ale i jeho pôvodom. Zainteresovaným odborníkom na čele s vedcom Robertom Steinom sa totiž v uvedenej štúdii podarilo odhaliť zdroj neutrína IC191001A a podľa zverejnených výsledkov išlo o poriadnu napínavú cestu, upozorňuje web Space.

IC191001A totiž podľa dostupných informácií pravdepodobne pochádza zo 750 miliónov svetelných rokov vzdialenej galaxie s názvom 2MASX J20570298 + 1412165 nachádzajúcej sa v súhvezdí Delfín.

Presnejšie sa k nám IC191001A dostalo po tom, ako supermasívna čierna diera s hmotnosťou viac ako 30-miliónov hmotností Slnka, ležiaca v srdci galaxie 2MASX J20570298 + 1412165 roztrhala hviezdu, ktorá sa dostala do jej blízkosti. Udalosť, kedy sa hviezda natoľko priblíži k supermasívnej čiernej diere, aby ňou bola pohltená, sa nazýva „tidal disruption event, alebo skrátene TDE.

Ilustračný obrázok akrečneho disku čiernej diery. DESY, Science Communication Lab

Počas procesu TDE časť materiálu padá do čiernej diery, čo je sprevádzané jasným zábleskom svetla, a časť je vyhodená do vesmíru.  Žiaru z tohto TDE s označením AT2019dsg sa podarilo zaznamenať 9. apríla 2019 prostredníctvom zariadenia Zwicky Transient Facility v Kalifornií, teda iba niekoľko mesiacov predtým, ako bolo na Antarktíde detegované neutríno IC191001A.

Vzhľadom na to, že AT2019dsg a IC191001A pochádzajú z rovnakého miesta na oblohe, Stein a jeho tím sa domnievajú, že k produkcii predmetného neutrína došlo roztrhnutím hviezdy, píše web NewScientist.

Ako sa zdá, výsledky navyše potvrdzujú správnosť predchádzajúcich teórií, podľa ktorých môžu byť TDE zodpovedné za tvorbu neutrín. K tej totiž dochádza iba pri udalostiach, dostatočne silných na to, aby došlo k urýchleniu častíc, zvyčajne protónov, na extrémne rýchlosti.

Takto extrémne urýchlené protóny sa potom zrazia s iným protónom alebo fotónom a dôjde k rozpadu, pri ktorom vznikajú menšie častice vrátane neutrín. V celom vesmíre však existuje iba niekoľko udalostí, pri ktorých môžu tieto častice vznikať a najnovšie k nim môžeme podľa autorov štúdie pridať aj TDE.

Z výsledkov výskumu tiež vyplýva, že existuje pravdepodobnosť iba 1:500, že TDE AT2019dsg nie je zdrojom neutrína IC191001A. Presný mechanizmus ako TDE urýchlilo častice sa však objasniť nepodarilo.