Neutrina jsou notoricky jemné částice. Každou sekundu projdou lidským tělem stovky bilionů, ale zdá se, že sotva s něčím interagují (ačkoli vlastně dělat mnoho). Ještě obtížnější je najít „vysokoenergetická“ neutrina, o kterých se věří, že se tvoří jako výsledek některých z nejvíce násilné události ve vesmíru. Nyní vědci pomocí dalekohledu NASA Swift poprvé objevili vysokoenergetické neutrino z jednoho typu těchto ultranásilných událostí – narušení přílivu a odlivu . Ale něco na tom bylo trochu mimo.
Slapové poruchy nastanou, když černá díra začne trhat hvězdu. V rámci gravitačního tance těchto dvou hmotných objektů mohou někdy z černé díry vytrysknout částicové výtrysky, když pohltí proud částic z hvězdy. Astrofyzici přišli s teorií, že v těchto výtryscích by mohla vzniknout vysokoenergetická neutrina, ale zatím nebylo pozorováno.
Obrázek AT2019dsg, zakroužkovaný červeně. Tato galaxie vzdálená 690 milionů světelných let, kterou nebylo možné vidět pouhým okem, byla pravděpodobně zdrojem neutrina z události slapového narušení, která se v ní odehrává.
Zápočet: Optické observatoře ZTF / Caltech
Jedno z těchto narušení přílivu a odlivu je známo, spíše prakticky, jako AT2019dsg, které bylo nalezeno v dubnu 2019 Přechodné zařízení Zwicky (ZTF), součást Observatoř Palomar . Nachází se v souhvězdí Delphinus v galaxii vzdálené přibližně 690 milionů světelných let, známé (opět prakticky) jako 2MASX J20570298+1412165 . Někdy jsou astronomové skvělí ve vymýšlení rozmarných názvů nebo zkratek, ale zdá se, že naprostá škála počtu galaxií zdaňuje i jejich hojnou kreativitu pojmenování.
Když byl AT2019dsg poprvé pozorován, astronomové se řídili protokolem, který zavedli pro pozorování slapových poruch – vycvičili na něm více observatoří. V tomto případě byly poskytnuty viditelné, ultrafialové a rentgenové záření Rychlý , Tito XMM-Newton dalekohled také pořídil rentgenová data a NRAO Velmi velké pole a MeerKAT teleskop provozovaný Jihoafrickou radioastronomickou observatoří pořídil data v rádiu.
NASA Video diskutující o tomto procesu, který využívá zpětné sledování neutrina k jeho původnímu bodu.
Poděkování: Goddard Space Flight Center NASA
S takovou pozorovací silou zaměřenou na jednu konkrétní událost to bylo jedno z nejvíce zkoumaných míst v celém vesmíru. Jasnost události dosáhla vrcholu, s ní nebyla spojena žádná neutrina. To bylo až do NSF Neutrinová observatoř IceCube řekli, že zachytili vysokoenergetické neutrino a s pomocí týmu na ZTF sledovali oblast oblohy, ze které neutrino pocházelo, do stejného místa, kde se nacházelo AT2019dsg.
Jediným problémem bylo, že se neutrino objevilo 5 měsíců po maximální jasnosti slapové poruchy, dlouho poté, co by jakákoli současná teorie naznačovala, že by bylo vytvořeno. A nebyly pozorovány žádné výtrysky, což vedlo astronomy k domněnce, že je vysoce nepravděpodobné, že by se vysokoenergetické neutrino vytvořilo jako součást této události.
UT Video pojednávající o IceCube, neutrinové observatoři, kde bylo původně detekováno neutrino z AT2019dsg.
Přesto to tam bylo a vědci vypočítali, že je to šance 1 ku 500, že pocházejí z čehokoli v tomto segmentu oblohy jiného než AT2019dsg. Je tedy třeba vymyslet nové teorie k vysvětlení tohoto rozporu.
Jedna z nejjasnějších teorií, kterou předložili Walter Winter a Cecilia Lunardini Německý elektron-synchrotron (DESY) a Arizona State University respektive naznačují, že přítomnost jakýchkoliv trysek mohla být maskována oblakem trosek. V takovém případě mohly být trysky tvořící neutrina přítomny na akci, jen bychom je neviděli. Jejich teorie by také pěkně vysvětlila, proč se 98 % jasu rentgenového záření z této události rozptýlilo za pouhých 160 dní. Jiný tým, vedený doktorandem Robertem Steinem z DESY, má jinou představu – myslí si, že rychlé ochlazení by mohlo vysvětlit rychlý pokles pozorovaného rentgenového záření.
Zobrazení události narušení přílivu a odlivu v galaxii F01004-2237 , podobné tomu, co se může stát v AT2019dsg. Uvolnění gravitační energie, když jsou trosky hvězdy nahromaděny černou dírou, vede k záblesku v optickém světle galaxie.
Kredit a autorská práva: Mark Garlick.
Ať tak či onak, nalezení tak vysokoenergetického neutrina z události slapového narušení je pro vědu novým krokem vpřed a poctou multispektrální pozorovací síle, která se projevila na malém kousku oblohy, ve kterém bylo obsaženo. Jako vždy je k dispozici více údajů potřeboval potvrdit kteroukoli z teorií o existenci (nebo její absenci) výtrysků, o nichž se předpokládá, že způsobují tyto výbuchy neutrin. Pokud ve skutečnosti neexistoval žádný jet vytvořený jako součást AT2019dsg, pak je toto zjištění o to zajímavější, že vyvolává otázku – co tehdy vůbec způsobilo vytvoření neutrina?
Další informace:
NASA - Swift od NASA pomáhá spojit neutrino s černou dírou, která ničí hvězdy
Astronomie přírody - Událost slapového narušení shodná s vysokoenergetickým neutrinem
Sci-news – Astrofyzici detekují vysokoenergetické neutrino z události narušení slapu
UT - Astronomové sledují, jak hvězda dostává špagety z černé díry
Kredit hlavního obrázku:
Zobrazení události narušení přílivu z níže uvedeného videa NASA.
Zdroj: NASA Goddard Space Flight Center
