Εκπληκτική ανακάλυψη από τους επιστήμονες
Η παρατήρηση, που αναφέρεται στο περιοδικό Nature, αποκάλυψε το νετρίνο με την υψηλότερη ενέργεια που έχει ποτέ ανιχνευθεί, πυροδοτώντας εικασίες σχετικά με τον αστροφυσικό κατακλυσμό που μπορεί να το εκτόξευσε προς τη Γη.
“Είναι εκπληκτικό, έτσι δεν είναι; » δήλωσε σε συνέντευξη Τύπου ο φυσικός νετρίνων Paschal Coyle, μέλος της ομάδας KM3Net που διεξήγαγε την έρευνα. “Υπάρχουν αντικείμενα στο σύμπαν που μπορούν να επιταχύνουν σωματίδια σε τόσο ακραίες ενέργειες. Το πώς το κάνουν αυτό είναι κάτι που ακόμη δεν έχουμε κατανοήσει πλήρως. Έτσι, κάθε πληροφορία που μας δίνει ένα στοιχείο για τις διαδικασίες που εμπλέκονται στην επίτευξη τόσο υψηλών ενεργειών είναι ένας από τους κύριους στόχους της αστρονομίας».
Τα νετρίνα δεν ζυγίζουν σχεδόν τίποτα και δεν έχουν φορτίο. Δεν είναι καθόλου εξωτικά, παράγονται από τις αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης στο εσωτερικό του Ήλιου. Δισεκατομμύρια από αυτά περνούν συνεχώς μέσα από τα σώματά μας, χωρίς κανείς να το αντιληφθεί.
Αλλά δημιουργούνται επίσης εκτός του γαλαξία μας και, καθώς σπάνια αλληλεπιδρούν με την ύλη, ταξιδεύουν σε ευθεία γραμμή από την προέλευσή τους προς εμάς, σαν βέλη που δείχνουν ακριβώς από πού προήλθαν. Αυτό μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να αναζητήσουν αστροφυσικά φαινόμενα στο σύμπαν.
“Δεν έχουμε δει ποτέ ένα νετρίνο με τέτοια ενέργεια και τα αναζητούμε εδώ και πολλές δεκαετίες », δήλωσε ο Wissel. «Προσπαθούμε να κατανοήσουμε τι είναι ικανό να κάνει το σύμπαν και πώς το κάνει, και αυτό το συγκεκριμένο νετρίνο είναι συναρπαστικό».
Αόρατοι αγγελιοφόροι
Για να πιάσουν ένα νετρίνο, οι επιστήμονες πρέπει να αναζητήσουν ίχνη. Αυτά τα ασύλληπτα σωματίδια αλληλεπιδρούν περιστασιακά με πρωτόνια ή νετρόνια στο εσωτερικό των ατόμων και γίνονται ένας άλλος τύπος σωματιδίου που ονομάζεται μιόνιο. Αυτό το μιόνιο διαπερνά με ταχύτητα το νερό, δημιουργώντας ένα φαινόμενο που ονομάζεται ακτινοβολία Cherenkov (μια μπλε λάμψη) και μπορεί να ανιχνευθεί.
Το υποβρύχιο παρατηρητήριο που έχει παρακολουθήσει αυτό το εξαιρετικό νετρίνο αποτελείται από καλώδια που είναι αγκυροβολημένα στον πυθμένα της θάλασσας και στα οποία έχουν τοποθετηθεί ανιχνευτές φωτός σε σχήμα μπάλας. Η τελική έκδοση θα περιέχει αρκετές χιλιάδες μονάδες που θα απλώνονται σε έναν κύβο που εκτείνεται σε δέκα οικοδομικά τετράγωνα σε κάθε κατεύθυνση. Είναι ένα μόνο από τα τηλεσκόπια της συνεργασίας KM3Net, που υποστηρίζεται από μια ομάδα 360 επιστημόνων από 21 χώρες. Όμως το παρατηρητήριο ήταν ακόμη υπό κατασκευή τον Φεβρουάριο του 2023, με μόνο το 10% των γραμμών του σε λειτουργία, όταν το ένα τρίτο από αυτές άναψε καθώς ένα πολύ ενεργητικό μιόνιο πέρασε μέσα από τον ανιχνευτή του.
Επειδή ο εξοπλισμός εξακολουθούσε να λειτουργεί, δεν υπήρξε αυτόματη ειδοποίηση μέσω ηλεκτρονικού ταχυδρομείου. «Η πρώτη αντίδραση ήταν: ‘Ναι, μάλλον κάτι περίεργο συμβαίνει’», δήλωσε ο Aart Heijboer, φυσικός νετρίνων στο Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ. «Παρόλο που νομίζαμε ότι ήταν αληθινό, μας πήρε μερικές εβδομάδες για να συνειδητοποιήσουμε ότι πρόκειται για ένα νετρίνο υψηλότερης ενέργειας που κανείς δεν είχε δει ποτέ».
Ο Coyle, διευθυντής ερευνών στο Κέντρο Σωματιδιακής Φυσικής της Μασσαλίας, υπενθύμισε ότι όταν προσπάθησε για πρώτη φορά να τρέξει ένα πρόγραμμα υπολογιστή για να βοηθήσει στην οπτικοποίηση των δεδομένων, απέτυχε επειδή δεν είχε προβλέψει ένα τέτοιο σωματίδιο υπερυψηλής ενέργειας και δεν είχε σχεδιάσει τον κώδικά του για να το χειριστεί.
Ο Ignacio Taboada, εκπρόσωπος του χρηματοδοτούμενου από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών IceCube Neutrino Observatory στο Νότιο Πόλο, το οποίο αναζητά νετρίνα υψηλής ενέργειας από το 2011, δήλωσε ότι είναι βέβαιος ότι η νέα εργασία έγινε σωστά. Όμως το γεγονός είναι τόσο άτυπο που είναι δύσκολο να ξέρουμε τι να το ερμηνεύσουμε χωρίς περισσότερα δεδομένα για παρόμοια νετρίνα.
“Αυτό το γεγονός είναι πραγματικά παράξενο. Είναι κάτι πολύ δύσκολο να εξηγηθεί,» δήλωσε ο Taboada. «Θα μελετήσουμε την κατεύθυνση αυτού του γεγονότος και θα δούμε τι μπορούμε να βρούμε εκεί».
Σημάδια μακρινών κατακλυσμών
Ο μεγαλύτερος γρίφος είναι τι θα μπορούσε να έχει δημιουργήσει αυτό το νετρίνο. Ούτε καν ο εκρηκτικός θάνατος ενός άστρου σε ένα σουπερνόβα, για παράδειγμα, δεν θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα νετρίνο με αυτή την ενέργεια, δήλωσε ο Wissel. Για να παραχθεί αυτή η ενέργεια, οι άνθρωποι θα έπρεπε να κατασκευάσουν έναν επιταχυντή σωματιδίων σε τροχιά γύρω από τη Γη, δήλωσε ο Coyle.
Οι επιστήμονες πίσω από τη συνεργασία έχουν μελετήσει πιθανά αστρονομικά φαινόμενα και δεν έχουν βρει μια σαφή απάντηση. Το IceCube, το πείραμα στην Ανταρκτική, έχει βρει ενδείξεις για νετρίνα υψηλής ενέργειας, αν και πολύ λιγότερο ενεργητικά από το νεοανακαλυφθέν. Αναλύοντας πολλά από αυτά τα σωματίδια κατά τη διάρκεια των ετών, η ομάδα βρήκε ενδείξεις για πηγές νετρίνων στον δικό μας γαλαξία και σε άλλους γαλαξίες που σχηματίζουν αστέρια.
Όμως, πολλές παρατηρήσεις κοσμικών νετρίνων δεν ταιριάζουν με καμία γνωστή πηγή, “ίσως υποδεικνύοντας πληθυσμούς πηγών που βρίσκονται πολύ μακριά από τη Γη ή υποδηλώνοντας έναν ακόμη ανεξερεύνητο τύπο αστροφυσικού αντικειμένου » , έγραψε ο Erik Blaufuss, φυσικός νετρίνων στο Πανεπιστήμιο του Maryland, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα, σε ένα προοπτικό άρθρο στο Nature.
Η αποκρυπτογράφηση της ιστορίας αυτού του νετρίνο και η προσπάθεια εύρεσης άλλων θα βοηθήσει να ανοίξει ένα νέο παράθυρο στο σύμπαν. «Είναι ο ίδιος λόγος για τον οποίο κοιτάμε τα αστέρια και αναρωτιόμαστε τι συμβαίνει εκεί πάνω», δήλωσε ο Blaufuss σε συνέντευξή του. «Πρόκειται πραγματικά για την προσπάθεια κατανόησης του σύμπαντος στο οποίο ζούμε».
