Πέμπτη, 12 Ιουλίου 2018

Ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα στην αστροφυσική μόλις λύθηκε


Aστρονόμοι εντόπισαν για πρώτη φορά μια μακρινή κοσμική πηγή νετρίνων υψηλής ενέργειας, λύνοντας ένα μυστήριο 100 ετών.


Το National Science Foundation μόλις ανακοίνωσε ότι, από ανίχνευση νετρίνων πολύ υψηλών ενεργειών από το ICEcube Neutrino Observatory στην Ανταρκτική αλλά και ακτίνων γ από το Fermi Telescope, εντοπίστηκε η προέλευση των κοσμικών ακτίνων πολύ υψηλών ενεργειών (αλλιώς UHECRs-Ultra High Energy Cosmic Rays), τα οποία είναι σωματίδια με ενέργειες άνω των 10^18 eV.
Από την ανάλυση των μετρήσεων, φαίνεται ότι, αυτές οι ιδιαίτερες κοσμικές ακτίνες προέρχονται κυρίως από εξωγαλαξιακές πηγές και συγκεκριμένα από τα blazars, τα οποία ανήκουν στην οικογένεια των ενεργών γαλαξιών.


Στην καρδιά του ελλειπτικού γαλαξία περιστρέφεται μία τεράστια μαύρη τρύπα, από τα εξωτερικά όρια της οποίας εκπέμπονται κοσμικές ακτίνες και σωματίδια πολύ υψηλών ενεργειών που «βομβαρδίζουν» ασταμάτητα τον πλανήτη μας.



Οι γαλαξίες αυτοί έχουν στο κέντρο μια μελανή οπή εκατομμυρίων ή ακόμη και δισεκατομμυρίων ηλιακών μαζών και στην οποία μεγάλες πόσοτητες αερίων πέφτουν και δημιουργούν πίδακες υλικού (jets) κατευθυνόμενες προς την Γη. Σε αυτούς τους πίδακες λοιπόν, φορτισμένα σωματίδια επιταχύνονται σε ενέργειες άνω των 10^18 eV. Λόγω του ότι χάνουν πολύ γρήγορα ενέργεια διασπώνται σε άλλα σωματίδια τα οποία μπορούν ν' ανιχνευθούν από τη Γη. Και έτσι έγινε από το ICEcube Neutrino Observatory και το Fermi Telescope.
Η προέλευση των κοσμικών ακτίνων απασχολούσε τους αστρονόμους από το 1912 που είχαν ανακαλυφθεί. Όμως η δαιδαλώδης κίνησή τους στον διαγαλαξιακό χώρο εμπόδιζε τους επιστήμονες από το να χαρτογραφήσουν τις εκάστοτε πηγές με ακρίβεια. «Παρατηρούσαμε τις κοσμικές ακτίνες για περισσότερο από έναν αιώνα και επιτέλους βρήκαμε μία πηγή!», σχολίασε ο επικεφαλής του Παρατηρητηρίου IceCube, Φράνσις Χάλζεν, που διδάσκει φυσική στο πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν.

Συμπληρώνοντας την ανάρτηση με τα νέα.

Στις 6:00 μ.μ. ανακοινώθηκε από 4 ερευνητές του National Science Foundation (NSF), η πρώτη παρατήρηση που έγινε ποτέ, ενός κοσμικού νετρίνου πολύ υψηλής ενέργειας από το ICEcube Neutrino Observatory (η βεβαιότητα φθάνει τα 3.5σ). Αν και η Γη βομβαρδίζεται από νετρίνα συνεχώς, η πιθανότητα αλληλεπιδράσης τους με την ύλη είναι εξαιρετικά μικρή (1 αλληλεπίδραση στα 1.000.000+ νετρίνα). Αν και η παρατήρηση αυτή έδειχνε ότι κάτι σημαντικό κρύβεται από πίσω της, το τοπίο ήταν θολό. Μέχρις ότου, το Fermi Gamma Ray Space Telescope παρατήρησε μια ισχυρή έκλαμψη ακτίνων γ από την πηγή που προήλθαν τα κοσμικά αυτά νετρίνα. Η πηγή, από την οποία ανιχνεύθηκαν τα δύο παραπάνω συμβάντα, είναι η TXS 0506+056 και κατατάσσεται σε μια ιδιαίτερη κατηγορία ενεργών γαλαξιών, τα blazars. Η πηγή αυτή βρίσκεται σε απόσταση 4 δισεκατομμυρίων ετών φωτός μακρυά από εμάς.


ΠΟΙΑ Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΑΥΤΗΣ ΤΗΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΗΣ ΣΤΗΝ ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ ΥΨΗΛΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΩΝ;

Οι Blazars είναι τύποι ενεργών γαλαξιών οι οποίοι στο κέντρο φιλοξενούν πιθανότατα μια μελανή οπή αρκετών εκατομμυρίων ηλιακών μαζών και θεωρούνται τα πιο ακραία και βίαια αστροφυσικά περιβάλλοντα στο Σύμπαν. Σε αυτά λοιπόν, σκόνη, αέρια και αστέρες πέφτουν στην κεντρική μελανή οπή, δημιουργώντας παράλληλα έναν πολύ θερμό δίσκο προσαύξησης. Παράλληλα εσωτερικά του δίσκου αυτού υπάρχει μια τοροειδής επιφάνεια πλάσματος σε πολύ υψηλές πυκνότητες. Το πανίσχυρο μαγνητικό πεδίο αλλά και ισχυροί άνεμοι στον δίσκο προσαύξησης προκαλούν την διαφυγή του πλάσματος, φορτισμένων σωματιδίων κλπ. σε μορφή πιδάκων (jets) κάθετων στον δίσκο και κατευθυνόμενων προς την Γη. Το σημαντικό στην ανακάλυψη αυτή είναι ότι υπάρχει πλέον μια σύνδεση μεταξύ των κοσμικών ακτίνων υπερ-υψηλών ενεργειών και των κοσμικών αυτών νετρίνων. Τα επικρατέστερα μοντέλα δείχνουν ότι φορτισμένα σωματίδια μπορούν να επιταχυνθούν σε ενέργειες 10^18 eV και άνω, σε συγκεκριμένα περιβάλλοντα. Τέτοια είναι τα jets στους ενεργούς γαλαξίες, που περιγράψαμε παραπάνω. Τέτοια σωματίδια, φθάνουν στη Γη πολύ σπάνια διότι χάνουν πολύ γρήγορα ενέργεια λόγω τη αλληλεπίδρασης τους με φωτόνια της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρού ή με άλλα φορτισμένα σωματίδια. Για να έχουμε λοιπόν, κοσμικά νετρίνα σε υψηλές ενέργειες θα πρέπει το αρχικό σωματίδιο να είναι ένα πρωτόνιο πολύ υψηλής ενέργειας το οποίο μετά από ελάχιστο χρονικό διάστημα διασπάστηκε, λόγω κάποιας αλληλεπίδρασης, παρήγαγε πιόνια και τα οποία με την σειρά τους παρήγαγαν φωτόνια, ηλεκτρόνια και νετρίνα (φαίνεται και στην παρακάτω εικόνα).

Προφανώς αυτή η παρατήρηση, άνοιξε νέους δρόμους στην Αστροφυσική Υψηλών Ενεργειών καθώς και έδειξε πως ο συνδυασμός δεδομένων από διαφορετικές πειραματικές διατάξεις είναι η ευκαιρία για νέες ανακαλύψεις.

Το δελτίο τύπου από το National Science Foundation:

https://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=295955
                                            


                                           
Περισσότερα, όταν τελειώσει η συνέντευξη τύπου από το National Science Foundation.



https://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=295955&org=NSF&from=news

Άλλα θέματα

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...