Ve zcela přelomovém objevu vědci narazili na kosmickou záhadu, která zpochybňuje vše, co jsme si dosud mysleli o vzniku neutrín – těchto záhadných, téměř neviditelných částic, které se pohybují vesmírem a obvykle procházejí hmotou bez jakékoliv interakce. Tento objev, který by mohl změnit naše chápání vysoce energetických částic ve vzdálených galaxiích, byl umožněn díky obrovskému detektoru zasazenému hluboko v antarktickém ledu. Klíčem k tomuto objevu je zvláštní galaxie známá jako NGC 1068, přezdívaná „Chobotnice“.

Tato galaxie se nachází přibližně 47 milionů světelných let od Země a byla již dlouho předmětem zájmu astronomů. Jde o aktivní galaxii, která ukrývá supermasivní černou díru ve svém středu, a je známá tím, že vyzařuje jak silné gama paprsky, tak i vysoce energetická neutrína – částice, které jsou velmi těžko detekovatelné díky své minimální interakci s hmotou. To, co však vědci pozorovali, bylo daleko od běžného. Gama paprsky z této galaxie byly překvapivě slabé, což vedlo k nečekanému nesouladu s velmi silným proudem neutrín, který zachytila Neutrino observatoř IceCube.

Pionýrský objev: Role IceCube při detekci neutrín

IceCube Neutrino Observatory, obrovská síť 5 160 senzorů ukrytých pod jedním kilometrem antarktického ledu, je speciálně navržena k detekci těchto vzácných záblesků světla, které vznikají, když neutrína interagují s hmotou. Na rozdíl od tradičních dalekohledů, které pozorují oblohu viditelným světlem, IceCube používá specializovanou metodu k zachycení vysoce energetických neutrín a jejich slabých signálů. Tyto signály poskytují okno do těch nejextrémnějších a nejvzdálenějších částí vesmíru.

Objev z NGC 1068 vyvolal v astrofyzikální komunitě velkou senzaci. Naznačil, že neutrína v této galaxii se rodí způsobem, který vědci dosud nikdy nebrali v úvahu. Obvykle jsou vysoce energetická neutrína z aktivních galaxií produkována, když protony narazí na fotony – částice světla – což vede k uvolnění jak gama paprsků, tak neutrín. Nicméně, v případě NGC 1068 to nebylo tak jednoduché. Gama paprsky byly slabé a měly neobvykle tvarovanou spektrální křivku, která neodpovídala očekáváním podle tradičních modelů.

Přepisování pravidel vzniku neutrín

Tým mezinárodních vědců, včetně odborníků z UCLA, Osacké univerzity a japonského Kavliho institutu pro fyziku a matematiku vesmíru, navrhl, že neutrína detekovaná z NGC 1068 mohla vzniknout způsobem, který dosud nebyl známý. Místo obvyklého modelu kolize proton-foton mohly být tato neutrína produkována rozpadem neutronů. V tomto scénáři heliové jádra v jetu galaxie narazí na intenzivní ultrafialové fotony, což způsobí, že se jádra fragmentují a uvolní neutrony. Tyto neutrony následně podléhají rozpadu na neutrína, aniž by byly produkovány očekávané gama paprsky.

Tento nový model vzniku neutrín naznačuje, že galaxie může produkovat neutrína způsobem, který nevyužívá běžné kolize protonů a fotonů, obvykle spojené s gama paprsky. Místo toho slabé gama paprsky lze přičíst elektronům, které vznikají rozpadem neutronů a interagují s okolním radiačním polem, čímž produkují slabé gama paprsky, které byly vědci pozorovány.

"Chobotnice" a její tajemné jety

Co dělá NGC 1068 zvláště fascinující, je její extrémní a chaotické prostředí. Uprostřed galaxie se nachází supermasivní černá díra – obrovský bod gravitace a energie, který pohání aktivní centrum galaxie. Jet, který tato černá díra vyzařuje, je zdrojem neuvěřitelného množství energie a je doslova napájen gigantickými silami gravitačního zhuštění, které mohou roztrhávat atomy. To, co se nachází v těchto galaktických středech, je pro vědce stále záhadou.

Vědci, kteří se na výzkumu podíleli, vyjádřili, že pokud by byl jejich nový model potvrzen, mohl by to znamenat zásadní krok vpřed v našem chápání extrémních podmínek kolem supermasivních černých děr. Tento objev by mohl otevřít novou cestu pro studium astrofyzikálních neutrínových zdrojů, které byly dosud nepozorovány, a ukázat, že vesmír skrývá daleko více tajemství, než jsme si kdy dokázali představit.