Įsivaizduokite, kad pagavote vieną lietaus lašą ir staiga supratote: jis nukrito iš audros, siautusios kitoje Visatos pusėje.
Panašaus masto įvykis nutiko 2023 m. vasario 13 d., kai giliai Viduržemio jūroje panardintas detektorius užfiksavo beveik neįtikėtinai energingo neutrino praskriejimą. Jo energija siekė apie 220 PeV ir daugiau nei dešimteriopai pranoko ankstesnį rekordą.
Neutrinai dažnai vadinami Visatos vaiduokliais: jie beveik neturi masės, neturi elektrinio krūvio ir su įprasta medžiaga sąveikauja taip silpnai, kad per jūsų kūną nuo šio teksto skaitymo pradžios jau galėjo praskrieti milijardai dalelių, jums to nė nepastebėjus.
Vis dėlto aptikti bent vieną itin didelės energijos neutriną – milžiniškas iššūkis. Būtent todėl ir egzistuoja „KM3NeT/ARCA“ detektorius: jis įtvirtintas jūros dugne netoli Sicilijos krantų, o pati Viduržemio jūra naudojama kaip aptikimo terpė.
Užfiksuotas signalas fizikams buvo tarsi netikėtas stabdis: žinomuose reiškinių kataloguose sunku rasti patogų paaiškinimą dalelės, turinčios tiek energijos.
Taip pat skaitykite:
Todėl „KM3NeT“ bendradarbiavimo komanda ėmėsi „detektyvinio“ darbo – nuo užuominų grįžo atgal, kūrė simuliacijas ir tikrino hipotezes, kol rado modelį, geriausiai atitinkantį stebėjimus.
Pagrindiniu įtariamuoju naujame darbe, pristatytame „Journal of Cosmology and Astroparticle Physics“, tapo objektų klasė, vadinama blazarais.
Blazaras – tai aktyvus galaktikos branduolys: galaktika su supermasyvia juodąja skyle centre, ryjančia aplinkinę medžiagą ir beveik šviesos greičiu išmetančia plazmos čiurkšlę.
Blazarai išskirtiniai tuo, kad jų plazmos čiurkšlė beveik tiesiai nukreipta į mus. Dėl šios orientacijos jie tampa vienais ryškiausių ir ekstremaliausių dangaus objektų.
Mokslininkai sumodeliavo realistišką blazarų populiaciją, apskaičiavo, kokį neutrinų srautą ji galėtų sukurti, ir palygino prognozes su faktiniais stebėjimais. Buvo vertinami ne tik „KM3NeT“ duomenys, bet ir Antarktidoje veikiančio „IceCube“ bei „Fermi“ gama spindulių kosminio teleskopo stebėjimai.
Taip pat skaitykite:
Ypač svarbu buvo atsižvelgti ir į tai, ko instrumentai nepamatė. Panašių itin didelės energijos neutrinų įvykių nebuvimas kitur smarkiai apriboja galimus paaiškinimus, o blazarų modelis, pasak autorių, su tais apribojimais suderinamas.
Viena reikšminga užuomina rodo, kad tai greičiausiai ne vienas dramatiškas šaltinis. Kai gilioje kosmoso erdvėje nutinka katastrofiškas reiškinys – pavyzdžiui, sprogimas ar žybsnis, – paprastai tuo pat metu užfiksuojamas šviesos pliūpsnis įvairiuose bangų ilgiuose.
Tačiau 2023 m. įvykiui nebuvo aptikta jokio elektromagnetinio „palydovo“. Tai skatina manyti, kad paaiškinimas greičiau slypi išsklaidytame fone: ne vienas objektas atliko kažką išskirtinio, o daug objektų kartu nuolat „lašino“ ekstremalios energijos daleles, iš kurių viena tiesiog atskrido tinkamiausiu momentu.
Tuo metu, kai buvo užfiksuotas rekordą pagerinęs neutrinas, „KM3NeT“ veikė tik su 21 aptikimo linija – maždaug 10 proc. būsimo pilno pajėgumo. Užbaigus detektorių ir sukaupus dar daugiau metų duomenų, komanda tikisi gerokai galingesnių analizių.
Kol kas blazarai išlieka pagrindiniu įtariamuoju. Jei paaiškėtų, kad jie iš tiesų gali įgreitinti daleles iki tokio lygio energijų, tektų iš esmės perrašyti mūsų supratimą apie pačius ekstremaliausius Visatos „variklius“.
