Antarktika’ya çarpan hayalet parçacığı kara delik ziyafetinin izini sürüyor

0
9

Bir kara deliğe yaklaştıktan sonra parçalanan bir yıldız. Bilim adamları ilk defa böyle bir olaydan bir nötrino – “hayalet parçacık” – tespit ettiler.

DESY, Bilim İletişim Laboratuvarı

1 Ekim 2019’da Dünya, neredeyse ışık hızında hareket eden görünmez, yüksek enerjili kozmik bir mermiyle çarptı. Galaksiler arası trilyonlarca mermi, biz farkında bile olmadan her saniye vücudumuzdan geçiyor, bu yüzden gezegen için büyük bir endişe yok – ama bu özel mermi özeldi. Dünyanın dibinde, hayaletimsi parçacık bir buz molekülüyle çarpıştıktan sonra sonuyla karşılaştı. Neyse ki, bunu Güney Kutbu’nun altına yerleştirilmiş son derece hassas bir detektörün hemen yanında yaptı.

Tespit, göksel silahşör için galaksiler arası bir avı başlattı. Mermiyi ne ateşlemişti?

Pazartesi günü Nature Astronomy dergisinde yayınlanan yeni araştırmada bilim adamları, Antarktika’daki IceCube Neutrino Gözlemevi’nde nötrino olarak bilinen atom altı bir parçacığın tespitini detaylandırdı. Araştırmacılar, Kaliforniya’daki Palomar Gözlemevi’ndeki Zwicky Geçici Tesisinden alınan verileri kullanarak, atom altı merminin kökenini yaklaşık 700 milyon yıl önceki aşırı bir olaya kadar izleyebildiler: bir kara delik tarafından parçalanırken bir yıldızın felaketle yok edilmesi.

İlk kez böyle bir olay bir nötrino tespitine bağlanıyor.

Kozmostan gelen kutunuza. Her hafta CNET’ten en son uzay hikayelerini alın.

Nötrinolar genellikle “hayalet parçacıklar” olarak tanımlanır çünkü elektrik yükleri yoktur ve kaybolan küçük kütleleri vardır. Işık gibi, hedeflerinden temelde düz bir çizgide seyahat ederler. Diğer yüklü parçacıklar, manyetik alanların insafına kalmıştır, ancak nötrinolar, kozmosta herhangi bir engel olmaksızın dolanmaktadır. Güneşin çekirdeğinden büyük miktarlarda döküldüklerini biliyoruz ve Dünya’da onları nükleer reaktörlerde ve parçacık hızlandırıcılarda yaratabiliriz.

Nisan 2019’da Zwicky tesisi, 700 milyon ışıkyılı uzaklıkta bir kara deliğin etrafında parlak bir parıltı tespit etti. Işık parlaması, bir yıldızın güneşten yaklaşık 30 milyon kat daha büyük olan kara deliğin çok yakınına gitmesiyle oluştu. Kara deliğin muazzam yerçekimi yıldızı genişletti ve sonunda aşırı kuvvetler tarafından parçalandı, parçalandı. Bu, “gelgit bozulma olayı” veya TDE olarak bilinir.

Yıldız için şiddetli son, gökbilimciler için parlak bir başlangıçtır. TDE’yi nötrino’nun IceCube tarafından tespit edilmesine bağlayabildiler. Araştırmacılar, TDE’nin parçalanmış yıldızın yaklaşık yarısını uzaya fırlattığını, geri kalanı ise kara deliğin etrafına sıcak, parlak toz, gaz ve enkazdan oluşan devasa bir “yığılma diskinde” yerleştiğini varsayıyorlar. Diskteki kara deliğin etrafındaki vahşi enerjiler, büyük madde fışkırmalarının sistemden fırlamasına neden olur. Bu jetler yüzlerce gün dayanabilir ve TDE’yi görmek ile IceCube’da nötrinoyu tespit etmek arasındaki küçük zaman kaybını açıklayabilir.

Astrofizikçiler bunun, doğal bir parçacık hızlandırıcı gibi çalışan ve bazıları Dünya ile çarpışabilecek yüksek enerjili nötrinolar yaratabilen “merkezi bir motor” un varlığını gösterdiğini düşünüyor.

Alman Electron Synchrotron veya DESY’den teorik astrofizikçi Walter Winter, “Nötrino, yıldız ziyafeti başladıktan altı ay sonra nispeten geç ortaya çıktı” dedi. “Modelimiz bu zamanlamayı doğal olarak açıklıyor.”

Winter ve ortak yazar Cecilia Lunardini, Pazartesi günü Nature Astronomy’nin aynı sayısında modellemelerini yayınladı.

İşte süper kütleli bir kara deliğin etrafındaki birikim diski şuna benziyor. Jetler merkezdeki kara delikten uzağa akar. Kara deliğin tepesindeki ışık aslında deliğin karşı tarafından geliyor – kara delik uzay zamanı büküyor, böylece ışıkla çevrilmiş gibi görünüyor.

DESY, Bilim İletişim Laboratuvarı

Bir TDE’den çıkan bir nötrinonun keşfi, evreni yeni yollarla anlamayı uman astronomlar için bir dönüm noktasıdır. Bilim adamları bir nötrinoyu daha önce kaynağına kadar yalnızca bir kez izleyebildiler. Bu tespiti de IceCube yaptı. 2017 yılında, gözlemevindeki araştırmacılar bir nötrinonun gizli imzasını tespit etti ve gökbilimcileri bu fenomene karşı uyardı. Teleskoplar, nötrino kaynağını, bir “blazar” ı barındıran uzak bir galaksiye kadar izleyebildiler – doğrudan gözlemciyi hedef alan bir jeti olan bir toplama diskiyle çevrili dev bir kara delik.

Her iki tespit de kara deliklerin galaksiler arası silahşörler olduğunu ve evrenin derinliklerinden hayalet parçacıkları ateşlediğini gösteriyor. Bu, gökbilimcilere bir kara deliğin yakınında meydana gelen süreçler hakkında fikir vermeye yardımcı olabilir ve hatta 1960’lardan beri astrofiziğin peşini bırakmayan bir gizemi çözmeye başlayabilir: Bazen Dünya atmosferine çarpan ultra yüksek enerjili kozmik ışınlar nereden geliyor?

Araştırmacılar, Zwicky Geçici Tesis gökyüzünü incelemeye başladığından beri bir dizi TDE tespit ettiler ve gelecekte daha hassas teleskoplar bu yüksek enerjili parçacıkları olaylara daha da bağlayabilir. IceCube, anlayışımızı geliştirmek için de kritik öneme sahip olacak. Gözlemevi, 2022 ve 2023 Antarktika mevsimlerinde, salgına rağmen, nötrino tespitlerinin sayısını 10 kat artırması gereken bir yükseltme alacak.

Bu yıl en son uzay haberleri ile güncel kalmak için CNET’in 2021 Uzay Takvimini takip edin. Hatta kendi Google Takviminize bile ekleyebilirsiniz.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz