Hlboko pod hladinou Stredozemného mora sa odohrala udalosť, ktorá zásadne mení náš pohľad na extrémny vesmír. Podmorský detektor KM3NeT totiž zaznamenal kozmické neutríno s dychberúcou energiou 220 petaelektrónvoltov (PeV), čím absolútne zdemoloval doterajší historický rekord na úrovni 10 PeV.

Nasledovali mesiace rigorózneho overovania dát, no záver vedeckého tímu je dnes jasný: nejde o technický šum ani náhodnú anomáliu. Zem skutočne zasiahla častica, ktorá k nám letela z hlbín kozmu a pravdepodobne prekonala polovicu pozorovaného vesmíru. Na tento fascinujúci objav upozornil vedecký portál Science Alert.

Sú všadeprítomné

Tieto takzvané „častice duchov“ patria k najzáhadnejším objektom mikrosveta. Neutrína sú všadeprítomné. Každú sekundu preletia miliardy z nich vaším telom bez toho, aby ste si to vôbec všimli. Keďže nemajú elektrický náboj, ich hmotnosť je takmer nulová a s bežnou hmotou interagujú iba v úplne výnimočných prípadoch, ich zachytenie zostáva pre modernú astrofyziku obrovskou výzvou.

Raz za čas sa však stane nepredvídateľné. Neutríno sa zrazí s inou časticou a vyvolá kaskádu sekundárnych častíc vrátane miónov a fotónov (zábleskov svetla). Presne na zachytenie týchto jemných svetelných stôp slúži observatórium KM3NeT, ktoré operuje v absolútnej tme, ponorené až 3 450 metrov pod morskou hladinou.

Konkrétny záblesk, zaregistrovaný pod kódovým označením KM3-230213A, vytvoril svetelnú stopu, ktorá presne kopíruje prelet relativistickej častice (s najväčšou pravdepodobnosťou miónu). Podľa vedeckého tímu je najprirodzenejším vysvetlením, že tento mión vznikol práve pri blízkej kolízii vysokoenergetického astrofyzikálneho neutrína.

Objavenie takto extrémneho úkazu okamžite vyvolalo vlnu údivu. Staršie a väčšie observatóriá ako IceCube na Antarktíde či Pierre Auger v Argentíne totiž za celé desaťročia prevádzky nič podobne energetické nezachytili.

Hoci štatistická analýza ukazuje, že pravdepodobnosť zachytenia takto unikátneho signálu práve novým detektorom KM3NeT je pomerne nízka, približne jedno percento, namerané dáta sú pevné a neodporujú žiadnym doterajším fyzikálnym modelom.

Neutrína sú hojne produkované fúznymi procesmi vo vesmíre, napríklad vo vnútri Slnka. Tento obrázok ukazuje slnko v takzvanom „neutrínovom svetle“ pozorovanom za pomoci neutrínového detektora Super-Kamiokande v Japonsku. Zdroj: Kamioka Observatory, ICRR, University of Tokyo

Pôvod je otvorený

Tento extrémny úlovok zapadá do širšieho obrazu štúdia neutrín – jeho zaradenie do databázy vedie k lepšej zhode predpovedí o ich správaní a energetickom rozložení. Otázkou zostáva, či ide o výsledok bežných kozmických procesov, alebo signál novej, doteraz neznámej zložky produkcie neutrín. Tá by mohla vznikať buď pri interakcii kozmických lúčov s kozmickým mikrovlnným pozadím – reliktovým žiarením z obdobia 13,8 miliardy rokov dozadu – alebo z nového typu astrofyzikálnych objektov, ktoré emitujú neutrína s extrémnymi energiami.

Pôvod KM3-230213A zatiaľ zostáva otvorený. Vedci zvažujú, že by mohlo ísť o dôsledok výbuchu hviezdy sprevádzaného gama zábleskom, aktivitu extrémneho jadra galaxie alebo interakciu s pozostatkom prvotného žiarenia. Jedno je však podľa nich veľmi pravdepodobné. Neutríno k nám neprišlo z našej Mliečnej cesty. Jeho cesta teda musela začať vo veľmi vzdialenom a extrémnom kúte vesmíru. Aktuálne sa tím snaží spresniť jeho dráhu, aby sa priblížil k určeniu presného zdroja.

„KM3-230213A otvorilo nové okno do astronómie ultra-vysokoenergetických neutrín. Naša analýza je prvým pokusom skombinovať pozorovania viacerých teleskopov naprieč širokým energetickým rozsahom, čo predstavuje najlepšiu šancu získať poznatky o najextrémnejších objektoch vo vesmíre,“ zhrnula situáciu spolupráca KM3NeT.

Čítajte viac z kategórie: Novinky