קרדיט תמונה: UW- מדיסון
טלסקופ חדש שהוצב בקרח אנטארקטיקה השלים את המפה הראשונה של שמי הנייטרינו האנרגטיים הגבוהים. הוא ממש מסתכל למטה, דרך כדור הארץ כולו, כדי לראות את שמי הצפון עבור נייטרינו, שנעים במהירות גבוהה ועוברים כמעט בכל החומר ללא הפרעה. AMANDA II גילה נייטרינים בעלי פי 100 מהאנרגיה של כל מי שיוצר בניסויי מעבדה בכדור הארץ.
טלסקופ חדש שמשתמש בגיליון הקרח האנטארקטי כחלון לחלל הקוסמוס הפיק את המפה הראשונה של שמי הנייטרינו האנרגטיים הגבוהים.
המפה שנחשפה לאסטרונומים כאן היום (15 ביולי) בישיבת האיחוד האסטרונומי הבינלאומי, מספקת לאסטרונומים את ההצצה המפתה הראשונה שלהם על נייטרינים בעלי אנרגיה גבוהה מאוד, חלקיקים רפאים שנאמרים כי נובעים מכמה מהאירועים האלימים ביותר היקום - חורים שחורים מתרסקים, פרצי קרני גאמה והליבות האלימות של גלקסיות רחוקות.
"אלה הנתונים הראשונים עם טלסקופ נייטרינו עם פוטנציאל גילוי מציאותי", אומר פרנסיס הלזן, פרופסור לפיזיקה מאוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון, מהמפה שנערכה באמצעות AMANDA II, טלסקופ יחיד מסוגו שנבנה עם תמיכה מהקרן הלאומית למדע (NSF) ומורכבת ממערכי גלאי איסוף אור הקבורים בקרח במרחק של כקילומטר מתחת לקוטב הדרומי. "נכון להיום, זו הדרך הרגישה ביותר אי פעם להסתכל על שמי הנייטרינו האנרגטיים הגבוהים," הוא אומר.
היכולת לאתר נייטרינים בעלי אנרגיה גבוהה ולתחק אותם אחר נקודות המוצא שלהם נותרה אחד מהקווים החשובים ביותר של האסטרופיזיקה המודרנית.
מכיוון שהנייטרינים הקוסמיים אינם נראים, נטענים וכמעט ללא מסה, הם כמעט בלתי ניתנים לגילוי. בניגוד לפוטונים, החלקיקים המרכיבים אור גלוי, וסוגים אחרים של קרינה, נייטרינים יכולים לעבור ללא הפרעה דרך כוכבי לכת, כוכבים, השדות המגנטיים העצומים של החלל הבין-כוכבי ואפילו גלקסיות שלמות. האיכות הזו - שמקשה עליהם מאוד לגלות - היא גם הנכס הגדול ביותר שלהם מכיוון שהמידע שהם מחזיקים ביחס לאירועים רחוקים וקוסמולוגיים שאינם ניתנים לצפייה נותר על כנו.
המפה המיוצרת על ידי AMANDA II היא ראשונית, מדגיש הלזן, והיא מייצגת רק שנה אחת של נתונים שנאספו על ידי הטלסקופ של קרח הקרח. בהמשך לשנתיים נוספות של נתונים שכבר נקצרו עם AMANDA II, Halzen ועמיתיו יגדירו בהמשך את מבנה מפת השמיים וימיינו אותות פוטנציאליים מתנודות סטטיסטיות במפה הנוכחית כדי לאשר או להפריך אותם.
משמעות המפה, לפי הלזן, היא שהיא מוכיחה שהגלאי עובד. "זה קובע את הביצועים של הטכנולוגיה," הוא אומר, "וזה מראה שהגענו לאותה רגישות כמו טלסקופים המשמשים לאיתור קרני גאמה באותו אזור אנרגיה גבוהה" של הספקטרום האלקטרומגנטי. אותות שווים בערך מצפים מחפצים המאיצים קרניים קוסמיות, שמקורם נותר לא ידוע כמעט מאה שנה לאחר גילוים.
שקוע עמוק בתוך הקרח האנטארקטי, הטלסקופ AMANDA II (Aron Muon and Neutrino Detector Array) נועד להסתכל לא למעלה, אלא למטה, דרך כדור הארץ לשמיים בחצי הכדור הצפוני. הטלסקופ מורכב מ -677 מודולים אופטיים מזכוכית, שכל אחד מהם בגודל של כדור באולינג, המורכב על 19 כבלים המונחים עמוק בקרח בעזרת מקדחות מים חמים בלחץ גבוה. המערך הופך גליל של קרח בגובה 500 מטר וקוטרו 120 מטר לגלאי חלקיקים.
מודולי הזכוכית עובדים כמו נורות הפוכות. הם מגלים ולוכדים פסי אור קלושים וחולפים שנוצרים כאשר מדי פעם נייטרינים מתרסקים באטומי קרח בתוך הגלאי או בסמוך לו. ההריסות התת-אטומיות יוצרים מואונים, מין נוסף של חלקיק תת-אטומי שמשאיר, בנוחות, בעקבות חלוף אור כחול בקרח העמוק של אנטארקטיקה. פס האור תואם את דרכו של הנייטרינו ומצביע חזרה לנקודת המוצא שלו.
מכיוון שהיא מספקת הצצה ראשונה לשמי נייטרינו בעלי אנרגיה גבוהה, המפה תהיה מעניינת מאוד עבור אסטרונומים מכיוון שלדברי הלזן, "עדיין אין לנו מושג כיצד קרניים קוסמיות מואצות או מאיפה הן מגיעות."
העובדה ש- AMANDA II זיהה כעת נייטרינים עד פי מאה מהאנרגיה של החלקיקים המופקים על ידי מאיצי האדמה החזקים ביותר, מעלה את הסיכוי שחלקם עלולים להתחיל בעצמם במסעותיהם הארוכים על ידי כמה מהאירועים הנמרצים ביותר. בקוסמוס. היכולת לאתר באופן שגרתי נייטרינו באנרגיה גבוהה תספק לאסטרונומים לא רק עדשה לחקר תופעות ביזאריות כמו התנגשות של חורים שחורים, אלא עם אמצעים להשיג גישה ישירה למידע בלתי-ערוך מאירועים שהתרחשו מאות מיליוני או מיליארדי שנות אור משם ולפני עידנים.
"מפה זו יכולה להיות עדות ראשונה למאיץ קוסמי", אומר הלזן. "אבל אנחנו עדיין לא שם."
המצוד אחר מקורות לנייטרינים קוסמיים יקבל דחיפה ככל שהטלסקופ AMANDA II יגדל בגודל עם הוספת מיתרי גלאים חדשים. התוכניות קוראות לטלסקופ לגדול לקיליון מעוקב של קרח מכשור. הטלסקופ החדש, המכונה IceCube, יעיל את השמיים עבור מקורות נייטרינו קוסמיים.
"נהיה רגישים לתחזיות התיאורטיות הפסימיות ביותר," אומר הלזן. "זכור, אנו מחפשים מקורות, וגם אם נגלה משהו עכשיו, הרגישות שלנו היא כזו שהיינו רואים, במקרה הטוב, בסדר גודל של 10 נייטרינים בשנה. זה לא מספיק טוב."
המקור המקורי: פרסום חדשות WISC
