최근 중성미자와 우주 광선을 엄청난 속도로 가속시키는 것으로 밝혀진 것과 같은 기괴한 예술가의 삽화. 고정 디스크의 중앙에있는 초 거대 블랙홀은 디스크에 수직 인 좁은 고 에너지 제트를 공간으로 보냅니다.
(이미지 : © DESY, Science Communication Lab)
천문학 자들은 처음으로 우주 에너지 원에서 고 에너지 중성미자를 추적하여 그 과정에서 한 세기의 미스터리를 해결했습니다.
뉴트리노는 거의 질량이없는 아 원자 입자로 전하가 없으므로 주변과 거의 상호 작용하지 않습니다. 실제로,이 "유령 입자"의 수조는 매 순간마다 눈에 띄지 않고 방해받지 않고 몸을 통해 흐릅니다.
이 중성미자는 대부분 태양에서옵니다. 그러나 극도로 높은 에너지를 자랑하는 적은 비율이 매우 깊은 우주에서 숲 속으로 치솟았습니다. 중성미자의 고유 한 애매함은 천문학 자들이 지금까지 이러한 우주 방랑자의 기원을 찾아 내지 못하도록 막았습니다. [중성자를 추적 출처 : 그림의 발견]
남극의 IceCube Neutrino Observatory와 수많은 다른기구들의 관측으로 연구원들은 우주 중성미자를 멀리 떨어진 혹독한 곳까지 추적 할 수있었습니다.
그리고 더 있습니다. 우주 중성미자는 지구와 지속적으로 충돌하는 고 에너지 하전 입자 인 우주 광선과 함께 진행됩니다. 따라서 새로운 발견 페그는 가장 빠르게 움직이는 우주 광선의 촉진 제로도 당혹 스럽습니다.
1912 년에 우주 광선이 처음 발견 된 이래로 천문학 자들은이 점에 대해 궁금해하고 있습니다. 그러나 우주의 광선이 이러한 방식으로 잡아 당겨지고 우주를 확대 할 때 다양한 물체에 의해 입자의 하전 된 성질에 의해 쫓겨났습니다. 마침내 동료 여행자 유령 입자의 직선 여행을 통해 성공했습니다.
위스콘신-매디슨 대학 (University of Wisconsin-Madison) 물리학자인 프란시스 할젠 (Francis Halzen)은 IceCube Neutrino Observatory의 과학자이며 물리학 교수는 1 세기 이상 우주 광선의 근원을 찾고 있다고 밝혔다. com. [Wacky Physics : 자연에서 가장 멋진 작은 입자]
팀 노력
미국 국립 과학 재단 (NSF)에서 관리하는 IceCube는 중성미자 전용 헌터입니다. 이 시설은 86 개의 케이블로 구성되어 있으며 남극 얼음까지 약 1.5 마일 (2.5km)의 시추공 내에 자리 잡고 있습니다. 모든 케이블에는 60 개의 농구 크기의 "디지털 광학 모듈"이 장착되어 있으며 민감한 광 검출기가 장착되어 있습니다.
이 검출기는 중성미자가 원자핵과 상호 작용 한 후 방출되는 특징적인 청색광을 포착하도록 설계되었습니다. (이 빛은 상호 작용에 의해 생성 된 2 차 입자에 의해 발생합니다. 궁금한 경우 : 중성미자 이외의 입자가 검출기에 도달하여 데이터를 더럽히는 것을 막을 수 있습니다.) 드문 경우입니다. Halzen은 IceCube가 연간 수백 개의 중성미자를 발견한다고 말했다.
이 시설은 이미 천문학에 큰 기여를했습니다. 예를 들어, 2013 년 IceCube는 은하계 너머에서 중성미자를 처음으로 확인했습니다. 연구원들은 당시 고 에너지 유령 입자의 출처를 찾아 낼 수 없었습니다.
그러나 2017 년 9 월 22 일 IceCube는 또 다른 우주 중성미자를 픽업했습니다. 지구에서 가장 강력한 입자 가속기 인 Large Hadron Collider를 통해 순환하는 양성자의 에너지보다 약 50 배 큰 300 테라 전자 볼트를 포장하는 것은 매우 활력이 넘쳤습니다.
탐지 후 1 분 이내에이 시설은 자동 천문을 보내 다른 천문학 자들에게 발견을 알리고 입자의 근원이있는 것으로 보이는 하늘의 패치에 좌표를 전달했습니다.
커뮤니티는 다음과 같이 응답했습니다. 지상과 우주에있는 거의 20 대의 망원경이 저에너지 전파에서 고 에너지 감마선에 이르기까지 전자기 스펙트럼을 가로 질러 패치를 닦았습니다. 이 관측 결과는 중성미자의 기원을 TXS 0506 + 056이라고하는 이미 알려진 blazar로 추적했으며, 지구에서 약 40 억 광년 떨어져 있습니다.
예를 들어, NASA의 지구 궤도 페르미 감마선 우주 망원경과 카나리아 제도의 주요 대기 감마 이미징 체렌 코프 망원경 (MAGIC)을 포함한 여러 가지기구에 의한 후속 관찰 결과, TXS 0506 + 056. [감마선 우주 : NASA의 Fermi 우주 망원경으로 찍은 사진]
IceCube 팀은 또한 보관 데이터를 검토 한 결과 동일한 잔혹한 것에서 나온 것처럼 보이는 12 개의 다른 우주 중성미자를 발견했습니다. 이러한 추가 입자는 2014 년 말부터 2015 년 초까지 탐지기에 의해 수집되었습니다.
수석 아이스 큐브 과학자이자 UW 매디슨 물리학 교수 인 알브레히트 카를 (Albrecht Karle)은 성명에서“모든 조각들이 서로 잘 들어 맞는다”고 말했다. "우리의 보관 데이터의 중성미자 플레어는 독립적 인 확인이되었다. 다른 관측소의 관측과 함께이 기괴한 자들이 극도로 활기찬 중성미자, 따라서 고 에너지 우주 광선의 원천이된다는 강력한 증거가 될 것이다."
이번 연구 결과는 Science 지에 오늘 온라인 (7 월 12 일)에 발표 된 두 가지 새로운 연구에보고되었다. 여기와 여기에서 찾을 수 있습니다.
멀티 메신저 천체 물리학
블라 자르 (Blazar)는 빛과 입자의 쌍둥이 제트기를 폭발시키는 특수 유형의 초 발광 활성 은하이며, 그 중 하나는 지구를 직접 목표로합니다. (이것이 부분적으로 우리가 제트 발사의 선에 있기 때문에 기괴한 것이 우리에게 너무 밝게 보이는 이유입니다.)
천문학 자들은 우주 전체에서 수천 개의 기괴한 것을 발견했지만 TXS 0506 + 056과 같은 중성미자 중 어느 것도 아직 밝혀지지 않았습니다.
Halzen은 Space.com과의 인터뷰에서“이 소스에는 특별한 것이 있으며 우리는 그것이 무엇인지 알아 내야합니다.
이는 새로운 결과로 제기 된 많은 질문 중 하나 일뿐입니다. 예를 들어, Halzen은 가속 메커니즘도 알고 싶습니다. 블라 자르는 정확히 어떻게 중성미자와 우주 광선을 그처럼 빠른 속도로 끌어 올리나요?
할젠 (Halzen)은 두 개의 새로운 연구에서 전시 된“멀티 메신저 천체 물리학”의 힘, 즉 우주를 조사하기 위해 두 가지 다른 유형의 신호를 사용하는 힘을 인용하면서 비교적 가까운 미래에 그러한 질문에 대답하는 것에 대한 낙관론을 표현했다.
중성미자 발견은 다른 멀티 메신저 랜드 마크의 발자취와 밀접하게 관련되어 있습니다.
NSF 국장 프랑스 코르도바는 "멀티 메신저 천체 물리학의 시대가 여기있다"고 말했다. "전자기 방사선, 중력파 및 현재 중성미자에서 온 각 메신저는 우리에게 우주에 대한 더 완전한 이해와 하늘에서 가장 강력한 물체와 사건에 대한 중요한 새로운 통찰력을 제공합니다."
