「幽霊のような粒子」は、地球から約40億光年のブレザールから生まれたことが確認されています。
世界中の科学者は初めて、高エネルギーの宇宙ニュートリノの源 - 爆発的な天体物理学的現象の余波で生成された亜原子粒子の源を検出しました。
「リトルニュートラルなもの」のイタリア語であるニュートリノは、通常の物質との非常に弱い相互作用のために、「ゴースト粒子」と呼ばれることがよくあります。確かに、何十億ものニュートリノが私たちの指の爪を毎秒流れているので、物質の分子ほど波打つことはありません。それでも、2017年9月22日、アムンセンスコットサウスポール駅に拠点を置くIceCubeニュートリノ天文台は、南極の氷の奥深くに埋もれた検出器によって拾われた信号でニュートリノを検出しました。そこの研究者は、ニュートリノの宇宙のソースを見つけることを期待して、すぐにアラートを地上および宇宙ベースの望遠鏡に送りました。
答えがすぐに確認されました：ニュートリノはBlazarに由来しました - ブラックホールその中心部 - 約37億光年離れています。天文学者に知られているブラザールTXS 0506 + 056、オリオン星座の肩のすぐそばの夜空で見ることができます。
2つの論文で本日発表された調査結果科学、ニュートリノを宇宙をスピード化する種類のプロセスに関する長年の議論を解決するのを助けます。結果に基づいて、研究者は現在、ブラザールが宇宙全体の数十億の光年から地球に到達するのに十分なほどエネルギーがあるニュートリノを生成できることを知っています。
ブラザールはニュートリノを生成するため、宇宙線を生成する可能性もあります。地球上で絶えず雨が降る宇宙線の源は謎でした。弱く相互作用し、したがって空間を通して猛烈に直接流れるニュートリノとは異なり、宇宙線は磁場に応じてパスが簡単に向くことができる充電粒子です。したがって、宇宙線源を追跡するのは難しい場合があります。新しい調査結果は、ブラザールがソースであるだけでなく、ニュートリノと宇宙線の両方の強力な加速器でもあるという証拠を提供します。
物理学教授、ジャネット・コンラッドと、世界中の300人以上の科学者を含むIceCubeコラボレーションのメンバーであり、両方の論文の共著者です。コンラッドは話しましたMITニュースニュートリノを遠くて強力なソースにたどる競争について。
Q：これらのニュートリノとそれらの非常に具体的なソースを見つけるために必要なことのアイデアを教えてください。 IceCubeはこれをどのように行いましたか？
A：この発見は、IceCubeのような記念碑的な検出器でのみ発生した可能性があります。それは文字通り、光を観察できる検出器で計装された氷のギガトンです。これらの検出器は、氷の下に約1マイルの場所にあります。プロトタイプは1990年代に構築されました。 IceCubeは2005年に始まり、建設に5年かかりました。電磁信号を探す他の望遠鏡にアラートを送信できるように、データを迅速に分析する方法を学ぶのに約5年かかりました。これは約1分でこれを行うことができます。
2017年9月22日に発生したニュートリノイベントは、長さ0.5マイルの明るいコレクターの直線を照らしました。それはそのような直線を形成したので、私たちは空に後方に向けてその起源の方向を知ることができました。このような高エネルギーの非常に直線的なイベントがありました。彼らが到着するたびに、「天文学者の電報」と呼ばれる「このように見てください！」と呼ばれるコミュニティに通知を送ります。そして今回はうまくいきました！彼らは何かを見ました！
宇宙に拠点を置くフェルミガンマ線望遠鏡は、約1日以内にトラックが尖った方向を見て追跡しました。彼らは私たちのものに続く天文学者の電報を送り、ニュートリノのイベントの位置はブラザールと一致したと言った。魔法を含む地球上の他の望遠鏡は答えました。そのため、私たちのイベントを見て発表するのに1分しかかかりませんでしたが、これは私たちとこの発見に参加した望遠鏡によって長年の仕事に基づいて構築されました。
Q：これらのニュートリノが彼らの源から、そして最後に地球にどのような旅をしたに違いないかを少し教えてください。
A：Blazarは、ブラックホールを含むアクティブな銀河です。ブラックホールはすぐに回転し、粒子と光子のジェットに動力を供給し、底と上を駆り立てます。この特定のBlazarは、私たちから37億光年離れています。 a光年約6兆マイルです。したがって、このソースは非常に遠くにあります！私たちとブラザールの間には、荷電粒子を曲げる強い磁場があり、光子を吸収するほこりがあります。しかし、ニュートリノは弱く相互作用するだけです。それらは磁場によって偏向されません。彼らはほこりの中で相互作用する可能性は非常に低いため、ジェットで生成されたニュートリノは私たちに直接やって来ます。
実際、地球上でさえ、ニュートリノはめったに相互作用することはないので、このニュートリノはおそらく私たちが検出しなかった仲間と一緒に来たでしょう。このブラザールは以前に燃え上がった！そこで、私たちはデータを調べましたが、2014年にはこのBlazarの方向から複数のイベントが来ることがわかりました。このBlazarと何度もニュートリノを見ているので、この結果は特に説得力があります。
Q：この特定の発見をとてもエキサイティングにしますか？
A：ニュートリノは彼らの道に沿って非常に興味深いことをします。ニュートリノは、3つのタイプまたは「フレーバー」のいずれかで生成され、ニュートリノ振動と呼ばれる量子機械的効果のために移動するときにフレーバーを変えます。したがって、「ミューオン」タイプのニュートリノは観察されていますが、それがどんな風味が始まったのかわかりません。また、ニュートリノが「私たちが説明するものを超えて追加の相互作用や特性があるかどうかはわかりません。標準モデル」 - 粒子物理学の理論。このような長距離にわたって移動し、この高エネルギーでモデルの非常に興味深いテストを提供したニュートリノ。天体物理学的ニュートリノは以前にどこから来たのかわかりませんでした。
IceCubeのコラボレーションのメンバーでもあるコンラッドのグループメンバーには、大学院生のMarjon Moulai、Spencer Axani、Gabriel Collin、およびPostdoc Carlos Arguellesが含まれます。
出版物：
IceCube Collaboration、et al。、2018年7月13日、「高エネルギーニュートリノIceCube-170922aと同時に、燃えるようなブレザールのマルチ包括客の観察」科学。
doi：10.1126/science.aat1378
「Blazar TXS 0506+056の方向からのニュートリノ放出ICeCube-170922aアラートの前」IceCube Collaboration、Science、2018年7月13日科学。
doi：10.1126/science.aat2890
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