Tim naučnika analizirao je ultra‑visokoenergijski neutrino detektovan 13. februara 2023. u KM3NeT‑u i pokazao da populacija blazara može objasniti takav događaj. Modeli su uzeli u obzir barionsko opterećenje i verovatnoću dostizanja ultra‑visokih energija, uz obavezu da ne prelaze opservacione granice gama‑zračenja. Ipak, odsustvo elektromagnetnog pratećeg signala i retkost takvih detekcija znače da su potrebna dodatna posmatranja za konačnu potvrdu.
Najmoćnija „duh čestica“ ikada: Ultra‑visokoenergijski neutrino mogao bi poticati iz blazara
An illustration shows a black hole-powered blazar firing a powerful ghost particle at Earth. | Credit: Robert Lea (created with Canva)
Naučnici su istražili poreklo izuzetno energičnog neutrina koji je pogodio Zemlju 13. februara 2023. i mogao bi poticati iz populacije blazara — kvazara čiji su mlazovi usmereni gotovo direktno prema nama.
Detekcija i neverovatna energija
Neutrino je detektovan u Sredozemnom moru kroz jedan muon registrovan u egzperimentalnom teleskopu KM3NeT, smeštenom oko 3.450 metara ispod površine. Procena energije događaja iznosi približno 2,2 × 1017 eV (220 milijardi milijardi elektronvolta), što je oko 30 puta više od prethodnog rekorda za neutrino i ~30.000 puta više od energije koju postiže pojedinačni proton u Large Hadron Collider‑u (LHC).
An infographic compares the energy of this particle to that of a ping pong ball on Earth | Credit: Robert Lea (created with Canva)
Zašto su blazari osumnjičeni?
Blazari su aktivna jezgra galaksija sa supermasivnim crnim rupama koje akreiraju materiju i ispaljuju uske, relativističke mlazove. Ako je mlaz usmeren prema Zemlji, takav objekat može delovati kao prirodni 'kosmički akcelerator'. Tim istraživača modelovao je populaciju blazara i utvrdio da određeni skup fizikalnih parametara može proizvesti neutrino ovakvih energija bez protivrečnosti postojećim opservacionim ograničenjima.
Ključni tragovi i ograničenja
Jedan od važnih tragova bio je izostanak elektromagnetnog signala (radio, optika, X, gama) iz regiona sa kojeg neutrino izgleda da je došao — što otežava objašnjenje jednim, eksplozivnim, tačkastim izvorom (poput supernove ili zvezdanog flera). Istraživači su u simulacijama varirali parametre kao što su barionsko opterećenje (udio energije u protonima naspram elektrona) i maksimum energije koju protoni mogu dostići, jer oni direktno utiču na broj proizvedenih neutrina i prateću gama‑emisiju.
An illustration shows a blazar accelerating protons that produce pions, which produce neutrinos and gamma-rays. | Credit: IceCube/NASA
Model mora da zadovolji dve glavne opservacione granice: relativnu retkost ovakvih događaja (KM3NeT i IceCube nisu registrovali mnogo sličnih neutrina) i donju granicu gama‑zračenja, odnosno ne sme preopteretiti egztragalaktički gama‑pozadinski signal koji meri Fermi teleskop.
Zaključci i dalji koraci
Autori zaključuju da populacija blazara predstavlja verodostojnu i konzistentnu hipotezu za poreklo ovog ultra‑visokoenergijskog neutrina, ali naglašavaju da slučaj nije konačno rešen. Potrebni su dodatni detekcioni događaji i koordinisana višespektarska posmatranja kako bi se potvrdilo da li su blazari ili neki drugi tip kosmičkih akceleratora izvori takvih čestica.
Rad je objavljen u časopisu Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP).
Pomozite nam da budemo bolji.
