Astronomi su možda pratili poreklo jednog visokenergetskog neutrina do udaljene, intenzivno zvezdano-formirajuće galaksije koju su nazvali Shadow Blaster. Tim istraživača procenjuje da je izvor udaljen oko 11 milijardi svetlosnih godina — rezultat koji otvara novu perspektivu u potrazi za izvorima „duhovitih” čestica.
Kako je otkriće nastalo
Godine 2021. detektor IceCube na Antarktiku registrovao je visokenergetski neutrino označen kao IC 210922A. IceCube je poslao upozorenje astronomima, ali prvobitne brze pretrage nisu dovele do očiglednog izvora: nije primećena supernova, gama-bljesak, ni jasno X‑ ili optičko zračenje povezano s tim događajem.
The Shadow Blaster galaxy is behind the bright red galaxy at the center of this image. - International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA
Par dana kasnije, grupa pod vođstvom dr Yuji Urata posmatrala je region pomoću James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) i Submillimeter Array na Mauna Kea i otkrila objekt katalogizovan kao JCMT0402−0424. Galaksija je bila izrazito svetla u infracrvenom delu spektra (trilioni puta jača od Sunca) i bila je u pravom delu neba da predstavlja potencijalni izvor neutrina.
Shadow Blaster: skrivena, ali moćna
Galaksija je puna prašine, gotovo nevidljiva u optičkom, X‑ i gama‑opsegu, pa su je istraživači nadeli nadimak Shadow Blaster — „shadow” zbog prašine koja skriva svetlost i „blaster” jer može biti izvor snažnih čestica. Daljim posmatranjima pomoću ALMA otkriveno je da se Shadow Blaster nalazi iza gravitacionog sočiva: prednji objekat u liniji posmatranja deluje kao kosmičko uvećalo.
This infographic shows how gravitational lensing works. - International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/R. Proctor
"Efekat sočiva omogućio nam je da proučimo skrivenu, kompaktni region formiranja zvezda koji bi inače bio teško detektovati," rekao je dr Urata.
Dense regije intenzivne formacije zvezda mogu stvoriti uslove slične akceleratorima čestica — jak gas, intenzivno zračenje i snažna magnetna polja — što može dovesti do ubrzanja kosmičkih zraka i proizvodnje neutriona.
Šta ovo znači za astrofiziku neutrina
Prema analizi tima, populacija galaksija sličnih Shadow Blasteru mogla bi da doprinese do ~20% difuznog neutrinskog pozadinskog signala koji registruje IceCube. Ipak, istraživači procenjuju verovatnoću da je pronađena korelacija slučajna na oko 1%, pa su potrebne dodatne potvrde kroz više sličnih posmatranja.
The red foreground galaxy bends the light of the more distant Shadow Blaster galaxy. - International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Otkriće pokazuje potencijalnu novu strategiju u potrazi za izvorima neutrina: ciljane submilimetarske i milimetarske pretrage regiona koje je označio IceCube, kao i iskorišćavanje gravitacionih sočiva koja prirodno uvećavaju skrivene, prašinom bogate galaksije.
Perspektive i naredni koraci
Instrumenti poput ALMA i Svemirskog teleskopa James Webb (JWST) menjaju mogućnosti detaljnog proučavanja udaljenih, prašinom zaklonjenih i masivnih galaksija. Ako se potvrdi veza između takvih galaksija i visokenergetskih neutrina, neutrini bi mogli postati novo, jedinstveno sredstvo za proučavanje formiranja zvezda, razvoja magnetnih polja i ubrzavanja kosmičkih zraka u ranim epochama univerzuma.
These yellow arcs are all that astronomers can see of the Shadow Blaster galaxy. - NOIRLab/NSF/AURA/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Autori pozivaju na dalja višefrekventna posmatranja i sistematske analize kako bi se potvrdio značaj ovog tipa izvora i bolje razumeli mehanizmi proizvodnje neutrina u prašinom bogatim zvezdanim „vrtićima”.
Studija je objavljena 17. juna u časopisu Nature Astronomy.
