Araştırmacılar Derin Uzaydan Dünya’mıza Ulaşan Nötrinoların Kökenini Ortaya Çıkardı


Araştırmacılar ilk kez, evrenin derinliklerinden gezegenimize ulaşan temel parçacıklar olan nötrinoların kökenini ortaya çıkardılar.



Nötrino, ışık hızına yakın hıza sahip olan, elektriksel yükü sıfır olan ve maddelerin içinden neredeyse hiç etkileşmeden geçebilen temel parçacıklardandır. Bu özellikleri nötrinoların algılanmasını oldukça zorlaştırmaktadır. Nötrinoların çok küçük, ancak sıfır olmayan durgun kütleleri vardır.


Nötrinolar, Dünya'ya ulaşmadan önce milyarlarca ışık yılı yol alır. Bu temel parçacıkların Evrenimizin derinliklerinden geldiği bilinmesine rağmen, kesin kökenleri hala bir gizemdir. Würzburg Üniversitesi ve Cenevre Üniversitesi (UNIGE) tarafından yönetilen uluslararası bir araştırma ekibi, bu bilmecenin bir yönüne ışık tutuyor: nötrinoların, süper kütleli kara delikler tarafından beslenen galaktik çekirdekler olan blazarlarda doğduğu düşünülüyor. Bu sonuçlar 14 Temmuz'da Astrophysical Journal Letters dergisinde yayınlandı .


Gezegenimizin atmosferi sürekli olarak kozmik ışınlar tarafından bombalanıyor. Bunlar, son derece yüksek enerjili elektrik yüklü parçacıklardan oluşur. Referans olarak, bu, dünyanın en güçlü parçacık hızlandırıcısı olan CERN'de elde edilen enerjiden bir milyon kat daha fazladır.


Kozmik ışınların doğum yerleri nötrino üretir. Bu nötr parçacıkların tespit edilmesi çok zordur. Neredeyse hiç kütleleri yoktur ve madde ile zar zor etkileşime girerler. Evrende yarışırlar ve galaksiler, gezegenler ve insan vücudunda neredeyse iz bırakmadan seyahat edebilirler. Almanya, Bavyera'daki Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg'dan astrofizik Profesörü Sara Buson, “Astrofiziksel nötrinolar yalnızca kozmik ışın hızlandırmasını içeren süreçlerde üretilir” diye açıklıyor. Bu nötrinoları, kozmik ışın kaynaklarını saptamanın yolunu açan benzersiz haberciler yapan şey tam olarak budur.


Astrofizikçilerin topladığı çok miktarda veriye rağmen, yüksek enerjili nötrinoların onları oluşturan astrofiziksel kaynaklarla ilişkisi yıllardır çözülmemiş bir problem olarak kaldı. Sara Buson bunu her zaman büyük bir zorluk olarak görmüştür. 2017 yılında, araştırmacı ve ortak çalışanlar Science dergisinde potansiyel bir nötrino kaynağı olarak tartışmaya ilk kez bir blazar (TXS 0506+056) getirdiler. Blazarlar, tüm galaksilerinden çok daha fazla radyasyon yayan süper kütleli kara delikler tarafından desteklenen aktif galaktik çekirdeklerdir.



Bu cesaret verici ilk adımın ardından, Haziran 2021'de Prof. Buson'un grubu, Avrupa Araştırma Konseyi'nin desteğiyle evrenden gelen çeşitli sinyallerin analiz edilmesini sağlamak için bir araştırma projesine başladı. Ana amaç, astrofiziksel nötrinoların kökenine ışık tutmak ve muhtemelen blazarları, yüksek kesinlik ile ekstragalaktik yüksek enerjili nötrinoların ilk kaynağı olarak belirlemekti.


Andrea Tramacere, hızlanma süreçlerinin sayısal modellemesi ve göreceli jetlerde (hızlandırılmış madde çıkışları, ışık hızına yaklaşanlar) özellikle blazar jetlerde etki eden radyasyon mekanizmalarının sayısal modellemesinde uzmanlardan biridir. "Birikim süreci ve kara deliğin dönüşü, parçacıkların hızlandığı ve görünür ışığın bin milyarına kadar radyasyon yaydığı göreli jetlerin oluşumuna yol açar. Bu nesneler ve kozmik ışınlar arasındaki bağlantının keşfi, yüksek enerjili astrofiziğin 'Rosetta taşı' olabilir!”


Bu sonuçlara ulaşmak için araştırma ekibi, Antarktika'daki IceCube Nötrino Gözlemevi'nden (şu anda faaliyette olan en hassas nötrino dedektörü) nötrino verilerini ve en doğru blazar kataloglarından biri olan BZCat'i kullandı. "Bu verilerle, yön konumları nötrinolarınkiyle çakışan blazarların tesadüfen orada olmadığını kanıtlamamız gerekiyordu." Bunu yapmak için UNIGE araştırmacısı, bu nesnelerin gökyüzündeki dağılımlarını tahmin edebilen bir yazılım geliştirdi.


Bu başarıya rağmen, araştırma ekibi bu ilk nesne örneğinin sadece 'buzdağının görünen kısmı' olduğuna inanıyor. Bu çalışma, astrofiziksel hızlandırıcı modelleri oluşturmak için en önemli bileşen olan “yeni gözlemsel kanıtlar” toplamalarını sağladı.


Kaynak: https://scitechdaily-com.translate.goog/neutrino-factories-in-deep-outer-space-elementary-particles-from-the-depths-of-our-universe/amp/