過去数年間、天文学者は重力波を熱心に研究してきました。重力波は天文学者に宇宙を見るための新しいモデルを与えましたが、南極で行われた新しい発見により、ニュートリノが宇宙を解釈する新しい方法になるかもしれません.
ニュートリノの検出
世界中の天文学者のチームが、宇宙の遠く離れた地点から来るニュートリノの発生源を突き止めました。ニュートリノはすでに見つけるのが難しいですが、新しく発見されたニュートリノは、地球から約 40 億光年離れた、これまでニュートリノが発見されたことのない宇宙の地点から来ました。
Science 誌に掲載された 2 つの論文では、国際的な天文学者チームが、地球から約 40 億年離れた TXS 0506+056 と呼ばれるブレーザーから放出されるニュートリノの発生源をどのように突き止めたかについて詳しく説明しています。ブレーザーは、地球にほぼ直接向けられた相対論的ジェット (ほぼ光速で移動するジェット) を持つ非常に活発な銀河核です。 TXS 0506+056 の中心には、回転する巨大なブラック ホールがあり、銀河核が双子の粒子ジェットを放出します。
南極にあるアイスキューブ天文台は、昨年 9 月に高エネルギー ニュートリノの到来を検出しました。この天文台には、ニュートリノが検出されてからわずか 43 秒後に検出座標を世界中の天文学者に通知する高度なリアルタイム アラート システムがあります。
アラートに応えて、20 の異なる天文台が座標にダイヤルインし、ニュートリノの起源を特定しようとしました。天文学者は、地球の方向にガンマ線とニュートリノを発射していたブレザーを発見しました。 IceCube のデータのアーカイブを分析したところ、研究者は 2014 年から 2015 年にかけて、この物体に関連する 12 以上の異なるイベントを見つけることができました。これにより、研究者は、昨年検出された単一の高エネルギー ニュートリノが実際にアラバマ大学の天体物理学者であるマルコス・サンタンダーによれば、ブレーザーは天文学に多くの重要な意味を持っています。サンタンデールは発見の重要性を次のように説明しています:
ゴースト粒子
検出されたニュートリノは、これまでに検出された中で最も遠いニュートリノであるだけでなく、宇宙線に関する多くの情報を天文学者に提供します。天文学者は、宇宙線が宇宙から地球に衝突することを長い間知っていましたが、その起源については長い間謎でした.宇宙線の軌道は、荷電粒子としての性質のためにかなり変更され、原点を識別するのが難しくなります。しかし、ニュートリノは「ゴースト粒子」として機能し、質量がほとんどないため、物質と反応する頻度が低くなります。これは、ゴースト粒子ニュートリノが TXS 0506+056 から地球に向かって多かれ少なかれ直線的に移動した可能性が非常に高いことを意味し、その起源を決定することができます.
IceCube はニュートリノを直接検出するのではなく、ニュートリノと他の分子とのまれな相互作用を検出することに注意することが重要です。時折、1 つのニュートリノがより大きな粒子に衝突し、光の速度よりも速い速度に加速します。光の速度を超えると、光速度の限界を破る物質の粒子が応答して多くの光子を放出し、これを光子検出器で検出できます。その後、科学者はニュートリノの経路を再現できます。
ブレーザーが実際に検出されたニュートリノの発生源であると、科学者はどの程度確信できるでしょうか?エモリー大学の天体物理学者エリン・ボニングによると、最初の研究では、ブレーザーがニュートリノの発生源ではない可能性が約 1000 分の 1 であることがわかりました。研究には関与していません）。しかし、最初の研究は、TXS 0506+056 ブレーザーの以前の観測結果と IceCube によって検出された低エネルギー ニュートリノを比較した 2 番目の研究によって裏付けられており、この 2 番目の研究では、1000 分の 1 よりも高い確率であることがわかりました。
発見の意味
高エネルギー ニュートリノは、ブレーザーのような物体の背後にある謎の多くを明らかにすることができます。ペンシルバニア州立大学の Azadeh Keivani は、ニュートリノが高エネルギー状態に加速される物理的メカニズムを理解し始めたばかりであると説明しましたが、ブレーザーのような発生源からの高エネルギー ニュートリノの発見は、「ニュートリノの起源について教えてくれます。ソースでの粒子相互作用でそれらを生成する宇宙線。」
重力波が最初に発見されて以来、従来の望遠鏡では見ることができない中性子星やブラック ホールの合体などの奇妙な現象の解釈と説明に重力波が使用されてきました。同様に、高エネルギー ニュートリノは、銀河の形成と進化、または超大質量ブラック ホール内で何が起こるかなどの謎のイベントの幕をはがす可能性があります。
ブレザーは空の高エネルギー領域内で最も支配的な形であり、ニュートリノの発生源として長い間提案されてきました。研究者たちの次の動きは、TXS 0506+056 を調査し、どのような状況がニュートリノの発生源であるかを判断することです。ニュートリノの生成に関与する特性を識別することは、研究者がガンマ線を放出することが現在知られている数千のブレーザーの中から 0506+056 のようなブレーザーを見つけるのに役立ちます。
研究者たちはすでに、IceCube のセンサーと検出装置をアップグレードして、より多くのニュートリノの発生源を特定できるようにすることを計画しています。アップグレードにより、IceCube のボリュームが現在のボリュームの約 10 倍になります。チェレンコフ望遠鏡アレイなど、他のガンマ線天文台も作業中であり、2 つのシステムを組み合わせることで、より多くのニュートリノ源をより迅速に検出できるようになることが期待されています。
ニュートリノの信頼できるエミッターの発見は、天文学の新しい時代の到来を告げるかもしれません.1 つは、電磁放射の対象物だけでなく、他の粒子も同様に研究できる時代です.
