Zachytili šepot z ďalekého vesmíru. Vedci zrejme prvýkrát počuli „duchov“

Astronómia je v súčasnosti asi najzaujímavejšou vedou. Zdá sa, že takmer každý deň sa nájde nejaký nový vzrušujúci objav. Japonský detektor Super-Kamiokande, skrytý hlboko pod zemským povrchom, totiž zachytil jemný signál, ktorý by mohol byť vôbec prvým dôkazom takzvaného difúzneho neutrínového pozadia supernov (DSNB). Ide o akýsi kozmický šepot, ktorý po sebe zanechali masívne hviezdy umierajúce pri gigantických explóziách počas uplynulých miliárd rokov.

Tento objav predstavuje obrovský skok vpred v našom chápaní života a smrti hviezd. Pomôže nám lepšie pochopiť, ako umierajúce giganty obohacujú vesmír o ťažké kovy a prvky dôležité pre vznik života, a taktiež poodhalí tajomstvo vzniku čiernych dier a neutrónových hviezd. Podobne, ako keď v súčasnosti vrcholí pátranie po stopách života na Marse, aj v tomto prípade museli vedci analyzovať obrovské množstvo dát a hľadať tie najjemnejšie indície.

Neutrína sú po fotónoch druhými najbežnejšími časticami vo vesmíre, no ich detekcia je nesmierne náročná. Nemajú žiadny náboj a ich hmotnosť sa blíži k nule. Každú sekundu cez teba preletí približne 100 biliónov týchto vesmírnych prízrakov takmer rýchlosťou svetla, no za celý tvoj život dôjde k interakcii s atómami v tvojom tele len v jednom jedinom prípade. To, že sa ich podarilo zachytiť, je priam neuveriteľný úspech, ako vyplynulo z najnovších zistení vedcov, na ktoré upozornil portál Space.

Hviezdy odchádzajú výbuchom

Kozmické divadlo, ktoré spúšťa emisiu týchto prízračných častíc, nastáva v momente, keď masívna hviezda vyčerpá svoje palivo na jadrovú fúziu. Keď už jadro nedokáže produkovať dostatok energie na vyváženie obrovskej gravitácie, nastane nevyhnutný kolaps. Vonkajšie vrstvy hviezdy sú rozmetané do okolia pri gigantickom výbuchu supernovy, zatiaľ čo jadro sa zrúti do seba a vytvorí buď neutrónovú hviezdu, alebo čiernu dieru.

Hoci väčšinu energie z výbuchu vnímame ako svetlo, obrovská časť vyžiari práve v podobe neutrín. Tieto explózie sa vo vesmíre odohrávajú už približne 13 miliárd rokov, pričom k nim dochádza niekoľkokrát za sekundu. Neutrína vyžiarené počas celej tejto nesmierne dlhej histórie sa postupne hromadili a vytvorili takzvané difúzne neutrínové pozadie supernov. Pre vedcov to bol doteraz len teoretický koncept – extrémne tichý šepot zaniknutých svetov, ktorý prehlušovali iné, silnejšie kozmické zdroje.

Napríklad, nedávno nad Aljaškou preletel neviditeľný meteor so silou 38 ton TNT, ktorý vedci museli namáhavo vystopovať pomocou infrazvuku. Chytiť prízračné neutrína z dávneho vesmíru však vyžadovalo ešte prepracovanejšiu technológiu.

Detektor kilometer pod zemou a 50 000 ton čistej vody

Aby sme tento kozmický šepot vôbec dokázali zaznamenať, musíme sa presunúť hlboko pod povrch Zeme. V japonskej prefektúre Gifu, približne 1 000 metrov pod zemou, sa nachádza detektor Super-Kamiokande. Pozostáva z obrovskej nádrže naplnenej 50 000 tonami ultračistej vody. Keď neutríno výnimočne narazí do atómu vo vode, vytvorí sa slabý svetelný záblesk, známy ako Čerenkovovo žiarenie.

Vedecký tím analyzoval takmer 14 rokov údajov z tohto detektora, aby v obrovskom šume odfiltroval tie správne záblesky. Výsledkom je signál, ktorý presne zodpovedá teoretickým predpovediam pre difúzne neutrínové pozadie supernov. Hiroyuki Sekiya z Tokijskej univerzity uviedol, že ide o nesmierne významný úspech a splnenie cieľa, o ktorý sa projekt usiloval od svojho úplného začiatku.

Nová éra astrofyziky

Tento objav nie je len ďalším zápisom do učebníc. Poskytuje nám priamy pohľad na to, ako sa vyvíjal vesmír od svojho počiatku a ako umierajúce hviezdy formovali prostredie, v ktorom dnes žijeme. Ťažké kovy, z ktorých je postavená naša technológia, či dokonca prvky v našich vlastných telách, pochádzajú práve z týchto dávnych explózií.

Vedci však nekončia. Už teraz plánujú skombinovať doterajšie merania s dátami z ešte väčšieho nástupcu s názvom Hyper-Kamiokande. To by malo priniesť definitívne potvrdenie a umožniť nám detailne skúmať vlastnosti hviezd, ktoré vybuchli pred miliardami rokov. Tieto prelomové zistenia boli oficiálne prezentované na prestížnej medzinárodnej konferencii Neutrino 2026 na Kalifornskej univerzite v Irvine.

Čítajte viac z kategórie: Vesmír a veda