Tim astrofizičara predvođen Riku Kuzejem predlaže da "male crvene tačke" otkrivene teleskopom James Webb kriju crne rupe obavijene gustim slojevima prašine i gasa. Takva sredina može omogućiti sudare čestica koji proizvode visokoenergijske neutrine, dok istovremeno apsorbuje prateće gama-zrake. Istraživači procenjuju da ove galaksije mogu doprineti značajnom delu neutrinske pozadine viđene na Zemlji. Sledeći korak je analiza odnosa ukusa neutrina iz ovih izvora.
Misterija malih "crvenih tačaka": Sakrivene crne rupe mogle bi slati neutrine prema Zemlji
An illustration of a black hole at the heart of a dust cloud blasting out neutrinos. | Credit: Robert Lea (created with Canva)
Misteriozne "male crvene tačke" otkrivene u ranom univerzumu teleskopom James Webb mogle bi da kriju zakopane crne rupe koje proizvode visokoenergijske neutrine — "kosmičke duhove" koji prolaze kroz prostor gotovo neometano i ponekad stižu i do Zemlje.
Šta su "male crvene tačke"?
Ove kompaktne, crvenkaste galaksije bile su česte otprilike 600 miliona godina nakon Velikog praska, ali ih je sve manje pre nego što univerzum dostigne oko dve milijarde godina starosti. Naučnici se pitaju zašto nestaju i šta se događa u njihovim jezgrima.
Kako bi one mogle stvarati neutrine?
Neutrini su neutralne i gotovo bezmasne čestice koje retko stupaju u interakciju s materijom — zato ih zovemo "duhovima". U modelu koji predlaže tim predvođen Riku Kuzejem (Riku Kuze) iz Univerziteta Kyoto, crne rupe u tim malim galaksijama mogu biti okružene gustom zavesom prašine i gasa. U takvom okruženju protoni i druge ubrzane čestice mogu sudarati sa fotonima ili gasom i stvarati visokoenergijske neutrine.
A Little Red Dot galaxy black hole surrounded by a thick outer gaseous envelope. Photons produced near the center are absorbed and scattered by the gas, while neutrinos can escape. | Credit: KyotoU / Riku Kuze
Zašto se ne vide prateće gama-zrake?
Obično procesi koji proizvode neutrine akompanirani su i emisijom visokoenergijskih fotona — gama-zračenjem. Međutim, univerzum pokazuje slabiju pozadinu gama-zraka nego što bi se očekivalo kada bi svi izvori neutrina emitovali i gama-fotone. Model male crvene tačke rešava ovu pojavu: gusti omotač prašine i gasa apsorbuje gama-zrake, dok neutrinima to ne predstavlja značajnu prepreku.
"U scenariju koji smo razmatrali, oko centralne crne rupe očekuje se obilje fotona i gust gas, što može omogućiti efikasne sudare," rekao je Riku Kuze iz Univerziteta Kyoto.
Kuze i saradnici procenili su da, ukoliko u tim zakopanim crnim rupama dolazi do ubrzanja čestica, takva populacija malih crvenih galaksija može doprineti značajnom delu visokoenergijskog neutrinskog signala koji detektujemo na Zemlji, istovremeno potiskujući izbijanje gama-zraka.
Sledeći koraci
Tim planira da ispita odnos ukusa (flavor) neutrina koje bi ovakvi izvori proizvodili i da uporedi te odnose sa neutrinskim podacima zabeleženim na Zemlji. Rad je publikovan u časopisu Physical Review D.
Napomena: Iako se pojedinačni izvori teško direktno posmatraju zbog gustog prašinastog omotača, količina i raspodela ovih malih galaksija u ranim epochama čine ih potencijalno važnim za rešavanje enigme izvora visokoenergijskih neutrina.
Pomozite nam da budemo bolji.
