Kreditna slika: UW-Madison
Nov teleskop, ki je bil vložen v led Antarktike, je dokončal prvi zemljevid visokoenergijskega nevtrinskega neba. Pravzaprav gleda navzdol, skozi celotno Zemljo, da si ogleda severno nebo za nevtrine, ki se premikajo z veliko hitrostjo in nemoteno prehajajo skozi skoraj vso snov. AMANDA II je odkrila nevtrine s 100-kratno energijo katere koli proizvedene v laboratorijskih poskusih na Zemlji.
Nov teleskop, ki uporablja antarktično ledeno ploskev kot svoje okno v vesolje, je izdelal prvi zemljevid visokoenergijskega nevtrinskega neba.
Zemljevid, ki so ga danes (15. julija) na sestanku Mednarodne astronomske zveze razkrili astronomom, astronomom ponuja prvi osupljiv pogled na zelo visokoenergijske nevtrine, duhovne delce, za katere se verjame, da izvirajo iz nekaterih najbolj nasilnih dogodkov v vesolje - sesutje črnih lukenj, gama žarkov in silovitih jeder oddaljenih galaksij.
"To so prvi podatki z nevtrinskim teleskopom z realnim potencialom odkrivanja," pravi Francis Halzen, profesor fizike na Univerzi v Wisconsinu in Madisonu, zemljevida, sestavljenega s pomočjo AMANDA II, edinstvenega teleskopa, zgrajenega s podporo iz Nacionalne znanstvene fundacije (NSF) in sestavljena iz niza detektorjev za nabiranje svetlobe, pokopanih v ledu 1,5 kilometra pod Južnim polom. "Do danes je to najbolj občutljiv način za pogled na visokoenergetsko nevtrino nebo," pravi.
Sposobnost zaznavanja visokoenergijskih nevtrinov in sledenja do njihovih izvornih točk ostaja eno najpomembnejših iskanj sodobne astrofizike.
Ker so kozmični nevtrini nevidni, napolnjeni in skoraj nimajo mase, jih je poleg tega nemogoče zaznati. Za razliko od fotonov, delcev, ki sestavljajo vidno svetlobo, in drugih vrst sevanja lahko nevtrini nemoteno prehajajo skozi planete, zvezde, ogromna magnetna polja medzvezdnega prostora in celo cele galaksije. Ta kakovost - zaradi katere jih je zelo težko zaznati - je tudi njihovo največje bogastvo, saj informacije, ki jih hranijo o kozmološko oddaljenih in sicer nevpadljivih dogodkih, ostanejo nedotaknjene.
Zemljevid, ki ga je izdelala AMANDA II, je predhoden, poudarja Halzen in predstavlja le eno leto podatkov, ki jih je zbral ledeni teleskop. Z dvema letoma že pridobljenih podatkov z AMANDA II bo Halzen in njegovi sodelavci nato opredelili strukturo zemljevida neba in razvrstili potencialne signale iz statističnih nihanj v sedanji karti, da jih potrdijo ali ovržejo.
Pomen zemljevida je po Halzennovem pomenu v tem, da dokazuje, da detektor deluje. "Vzpostavi delovanje tehnologije," pravi, "in kaže, da smo dosegli enako občutljivost kot teleskopi, ki se uporabljajo za zaznavanje gama žarkov v istem visokoenergijskem območju" elektromagnetnega spektra. Približno enaki signali se pričakujejo od predmetov, ki pospešujejo kozmične žarke, katerih izvor ostaja neznan skoraj stoletje po njihovem odkritju.
Potopljen globoko v antarktični led, je teleskop AMANDA II (Antarktični muon in detektor nevtrinov) zasnovan tako, da ne gleda navzgor, ampak navzdol, skozi Zemljo do neba na Severni polobli. Teleskop sestavlja 677 steklenih optičnih modulov, vsak velikosti balinišča, razporejenih na 19 kablov, postavljenih globoko v led s pomočjo visokotlačnih vrtalnikov za toplo vodo. Niz spremeni valj ledu, visok 500 metrov in premera 120 metrov, v detektor delcev.
Stekleni moduli delujejo kot žarnice vzvratno. Zaznajo in zajamejo šibke in bežne proge svetlobe, ki nastanejo, ko se občasno nevtrini strmoglavijo v ledene atome znotraj ali v bližini detektorja. Subatomske razbitine ustvarjajo muone, še eno vrsto subatomskih delcev, ki v globokem antarktičnem ledu priročno pušča efemerno budnost modre svetlobe. Svetloba se ujema s potjo nevtrina in kaže nazaj na izhodišče.
Ker omogoča prvi pogled na visokoenergijsko nevtrino nebo, bo zemljevid zelo zanimiv za astronome, saj, pravi Halzen, "še vedno nimamo pojma, kako se pospešujejo kozmični žarki ali od kod prihajajo."
Dejstvo, da je AMANDA II zdaj identificirala nevtrine do stokrat večjo energijo delcev, ki jih proizvajajo najmočnejši pospeševalci zemeljskega udara, povečuje verjetnost, da bodo nekateri od njih na svojih dolgih potovanjih začeli nekatere najbolj vrhunske energijske dogodke v kozmosu. Zmožnost rutinskega odkrivanja visokoenergijskih nevtrinov bo astronomom nudila ne le lečo za proučevanje tako bizarnih pojavov, kot so trk v črne luknje, temveč tudi sredstva za neposreden dostop do neurejenih informacij iz dogodkov, ki so se zgodili na stotine milijonov ali milijard svetlobnih let stran in pred leti.
"Ta zemljevid bi lahko pomenil prve dokaze o kozmičnem pospeševalniku," pravi Halzen. "Ampak še nismo tam."
Lov na vire kozmičnih nevtrinov bo okrepil, ko se bo teleskop AMANDA II povečeval, ko bodo dodani novi nizi detektorjev. Načrti zahtevajo, da teleskop zraste do kubičnega kilometra instrumentiranega ledu. Z novim teleskopom, ki bo znan kot IceCube, bo čiščenje neba za kozmične nevtrinske vire zelo učinkovito.
"Občutljivi bomo do najbolj pesimističnih teoretičnih napovedi," pravi Halzen. "Ne pozabite, da iščemo vire, in četudi zdaj nekaj odkrijemo, je naša občutljivost takšna, da bi v najboljšem primeru videli približno 10 nevtrinov na leto. To ni dovolj dobro. "
Izvirni vir: WISC News Release
