اطـلاعیه بـروزرسانی و تـخفیف هـای ویژه سـایت :

چرا برخورد ذرات شبح به قطب جنوب می تواند نجوم را برای همیشه تغییر دهد

به گزارش سرویس اخبار فناوری پایگاه خبری عصر فناوری ،

در فاصله حدود 47 میلیون سال نوری از جایی که شما نشسته اید، مرکز یک کهکشان مملو از سیاهچاله به نام NGC 1068 جریان هایی از ذرات مرموز را به بیرون می ریزد. آنها نوترینوها هستند — در غیر این صورت به عنوان “ذرات ارواح” گریزان شناخته می شوند که جهان ما را آزار می دهند در حالی که اثر کمی از وجود خود باقی می گذارند.

بلافاصله پس از به وجود آمدن، دسته‌هایی از این تکه‌های نامرئی در پهنه کیهانی فرو می‌روند. آنها با ستارگان درخشانی که ما می‌توانیم ببینیم حرکت می‌کنند و زیپ‌های فضایی مملو از شگفتی‌هایی را که هنوز کشف نکرده‌ایم، می‌بندند. آنها پرواز می کنند و پرواز می کنند و پرواز می کنند تا زمانی که گهگاه به قطب جنوب زمین می رسند و خود را در زیر زمین حفاری می کنند. سفر نوترینوها بدون درز است.

اما دانشمندان صبورانه منتظر رسیدن آنها هستند.

رصدخانه نوترینو IceCube که در حدود 1 میلیارد تن یخ، بیش از 2 کیلومتر (1.24 مایل) در زیر قطب جنوب قرار دارد، قرار دارد. ممکن است آن را شکارچی نوترینو بنامید. و هنگامی که هر نوترینو مهمانی خود را به قاره سرد منتقل می کند، آیس کیوب هوشیار باقی می ماند.

در مقاله ای که روز جمعه در مجله Science منتشر شد، تیم بین المللی پشت این آزمایش بلندپروازانه تایید کرد که شواهدی از 79 “انتشار نوترینوهای پرانرژی” پیدا کرده است که از اطراف جایی که NGC 1068 در آن قرار دارد، دریچه ای جدید را باز می کند – و بی پایان جذاب است. — انواع فیزیک دانشمندان آن را “نجوم نوترینو” می نامند.

این می تواند شاخه ای از نجوم باشد که می تواند کاری را انجام دهد که شاخه های موجود به سادگی نمی توانند انجام دهند.

آسمان پر ستاره قلب کهکشان راه شیری را نشان می دهد.  روی زمین، سطح پوشیده از برف قطب جنوب است که سازه ای بر روی آن قرار گرفته است.

نمای جلوی آزمایشگاه IceCube در هنگام گرگ و میش، با آسمان پرستاره که نمایی اجمالی از کهکشان راه شیری را نشان می‌دهد و نور خورشید در افق باقی مانده است.

مارتین ولف، آیس کیوب/NSF

قبل از امروز، فیزیکدانان فقط نوترینوهایی را نشان می دادند که از هر دو خورشید می آمدند. جو سیاره ما؛ یک مکانیسم شیمیایی به نام واپاشی رادیواکتیو. ابرنواخترها و – به لطف اولین پیشرفت IceCube در سال 2017 – یک سیاهچاله مهیب یا ابرپرجرم حریص که مستقیماً به سمت زمین است. فضای خالی با نام TXS 0506+056.

با استفاده از این منبع نوترینویی جدید، ما وارد دوره جدیدی از داستان این ذره می شویم. در واقع، طبق گفته تیم تحقیقاتی، احتمالاً نوترینوهای ناشی از NGC 1068 تا میلیون‌ها، میلیاردها و شاید حتی وجود دارد. تریلیون ها مقدار انرژی نگه داشته شده توسط نوترینوهای ریشه در خورشید یا ابرنواخترها. این ارقام شگفت‌انگیز هستند، زیرا، به طور کلی، چنین بیت‌های شبح‌آمیزی آنقدر قدرتمند و در عین حال گریزان هستند که در هر ثانیه، تریلیون‌ها تریلیون‌ها نوترینو درست در بدن شما حرکت می‌کنند. شما فقط نمی توانید بگویید.

و اگر می‌خواهید یک نوترینو را در مسیر خود متوقف کنید، باید با یک بلوک سرب به وسعت یک سال نوری با آن مبارزه کنید – اگرچه حتی در آن زمان، شانس موفقیت جزئی وجود دارد. بنابراین، مهار این ذرات، چه نسخه NCG 1068 یا نه، می تواند به ما اجازه دهد تا به مناطقی از کیهان که معمولاً دور از دسترس هستند نفوذ کنیم.

حالا چی؟

نه تنها این لحظه عظیم است زیرا شواهد بیشتری از ذره‌ای عجیب به ما می‌دهد که حتی تا سال 1956 وجود نداشت، بلکه به این دلیل که نوترینوها مانند کلیدهای پشت صحنه جهان ما هستند.

آنها ظرفیت آشکارسازی پدیده‌ها و حل پازل‌هایی را دارند که ما نمی‌توانیم به هیچ وجه به آن بپردازیم، که دلیل اصلی تلاش دانشمندان برای توسعه نجوم نوترینو در وهله اول است.

دنیس کالدول از بنیاد ملی علوم و یکی از اعضای تیم IceCube روز پنجشنبه به خبرنگاران گفت: جهان راه های متعددی برای برقراری ارتباط با ما دارد. تابش الکترومغناطیسی، که ما آن‌ها را به‌عنوان نور ستارگان، امواج گرانشی که بافت فضا را تکان می‌دهند و ذرات بنیادی مانند پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌هایی که توسط منابع محلی به بیرون پرتاب می‌شوند، می‌بینیم.

یکی از این ذرات بنیادی، نوترینوهایی است که در کیهان نفوذ می کند، اما متأسفانه تشخیص نوترینوها بسیار دشوار است.

در واقع، حتی کهکشان NGC 1068 و سیاه‌چاله غول‌پیکر آن معمولاً با پرده‌ای ضخیم از غبار و گاز پوشیده شده‌اند و تجزیه آن‌ها را با تلسکوپ‌ها و تجهیزات نوری استاندارد دشوار می‌کند – علی‌رغم اینکه سال‌ها تلاش دانشمندان برای سوراخ کردن پرده آن. تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا به دلیل چشم‌های مادون قرمز در این مورد می‌تواند یک پا را بالا ببرد، اما نوترینوها ممکن است راه بهتری برای ورود به آن باشند.

این ذرات که انتظار می‌رود در پشت چنین صفحه‌های غیرشفافی که جهان ما را فیلتر می‌کنند تولید شوند، می‌توانند اطلاعات کیهانی را از پشت آن صفحه‌ها حمل کنند، در فواصل بسیار دور زوم کنند در حالی که اساساً با هیچ ماده دیگری تعامل ندارند، و اطلاعات بکر و دست نخورده را در مورد گوشه‌های گریزان فضای بیرونی به بشریت برسانند.

Elisa Resconi، از دانشگاه فنی مونیخ و عضو تیم IceCube، در مورد NGC 1068 می‌گوید: «به یک معنا ما بسیار خوش شانس هستیم، زیرا می‌توانیم به درک شگفت‌انگیزی از این شی دسترسی پیدا کنیم.

قالب یخ

در این رندر هنری، بر اساس تصویری واقعی از آزمایشگاه IceCube در قطب جنوب، یک منبع دور، نوترینوهایی را منتشر می کند که توسط حسگرهای IceCube در زیر یخ شناسایی می شوند که DOM نام دارند.

آیس کیوب/NSF

همچنین قابل توجه است که کهکشان‌های مشابه NGC 1068 – که به عنوان کهکشان‌های سیفرت طبقه‌بندی می‌شوند – بیشتر از کهکشان‌های بلزاری مشابه TXS 0506+056 وجود دارد. این بدان معناست که آخرین کشف IceCube، مسلماً گامی بزرگتر به جلو برای ستاره شناسان نوترینو نسبت به کشف منی رصدخانه است.

شاید بخش اعظم نوترینوهایی که در سراسر کیهان منتشر می شوند، ریشه در NGC 1068 داپلگانگر دارند. اما در طرح کلان چیزها، شایستگی نوترینوها بسیار بیشتر از منابع آنهاست.

همانطور که جاستین وندنبروک از دانشگاه ویسکانسین-مدیسون و یکی از اعضای تیم آیس کیوب بیان کردند، این ارواح برای حل دو معمای بزرگ در نجوم مناسب هستند.

اول از همه، تعداد زیادی از کهکشان ها در جهان ما دارای حفره های گرانشی هیولایی در مراکز خود هستند، سیاهچاله هایی که به جرم میلیون ها تا میلیاردها برابر بیشتر از خورشید ما می رسند. و این سیاه‌چاله‌ها، وقتی فعال هستند، فواره‌های نور را از روده‌های خود منفجر می‌کنند – به اندازه‌ای روشنایی ساطع می‌کنند که از تک تک ستاره‌های خود کهکشان پیشی بگیرد. واندنبروک به سادگی گفت: «ما نمی‌دانیم چگونه این اتفاق می‌افتد. نوترینوها می توانند راهی برای مطالعه نواحی اطراف سیاهچاله ها ارائه دهند.

دوم معمای عمومی و در عین حال پایدار پرتوهای کیهانی است.

ما واقعاً نمی‌دانیم پرتوهای کیهانی از کجا می‌آیند، اما انرژی این رشته‌های ذرات میلیون‌ها برابر بیشتر از آن چیزی است که ما می‌توانیم با شتاب‌دهنده‌های ذرات ساخته‌شده توسط انسان، مانند آنچه در سرن وجود دارد، به اینجا برسیم.

واندنبروک گفت: «ما فکر می‌کنیم که نوترینوها نقشی دارند. چیزی که می‌تواند به ما کمک کند به این دو رمز و راز سیاه‌چاله‌هایی که کهکشان‌های بسیار درخشان نیرو می‌دهند و منشأ پرتوهای کیهانی پاسخ دهیم.»

یک دهه برای گرفتن یک مشت

برای روشن بودن، IceCube دقیقاً نوترینوها را به دام نمی‌اندازد.

اساساً، این رصدخانه هر بار که یک نوترینو با یخی که آن را پوشانده است برهمکنش می‌کند، به ما می‌گوید. واندنبروک تأکید کرد: «نوترینوها به سختی با ماده تعامل دارند. “اما آنها گاهی اوقات تعامل دارند.”

از آنجایی که میلیون ها نوترینو به منطقه یخی که آیس کیوب در آن قرار دارد شلیک می کنند، حداقل یکی از آنها به ذره ای از یخ برخورد می کند، که سپس می شکند و فلاش نور تولید می کند. سنسورهای IceCube آن فلاش را می گیرند و سیگنال را به سطح می فرستند، اعلان هایی که سپس توسط صدها دانشمند تجزیه و تحلیل می شوند.

175237

رندر آشکارساز IceCube برهمکنش یک نوترینو با یک مولکول یخ را نشان می دهد.

IceCube Collaboration/NSF

ده سال داده‌های فلاش نوری به تیم این امکان را داد تا تقریباً نقشه‌برداری کنند که به نظر می‌رسد هر نوترینو از کجا در آسمان می‌آید. به زودی مشخص شد که ناحیه متراکمی از انتشار نوترینو درست در جایی که کهکشان NGC 1068 مستقر است، وجود دارد.

اما حتی با وجود چنین شواهدی، رسکونی گفت که تیم می‌دانست که “زمان باز کردن شامپاین نیست، زیرا ما هنوز یک سوال اساسی داریم که باید به آن پاسخ دهیم. چند بار این همسویی به طور تصادفی اتفاق افتاد؟ چگونه می‌توانیم مطمئن شویم که نوترینوها واقعاً هستند. از چنین شیئی می آید؟”

نموداری از آخرین نتایج IceCube از آسمان.  این نشان می دهد که به نظر می رسد نوترینوها از کجا از سراسر جهان می آیند، و متراکم ترین مکان ها را به عنوان منبع مشخص می کند.

نقشه آسمانی از اسکن منابع نقطه‌ای در نیمکره شمالی، که نشان می‌دهد به نظر می‌رسد نوترینوها از سراسر جهان از کجا می‌آیند. دایره NGC 1068 نیز با گرمترین نقطه در شمال آسمان منطبق است.

همکاری IceCube

بنابراین، برای اینکه تا حد ممکن مسائل را ملموس کنیم و واقعاً ثابت کنیم که این کهکشان ارواح را بیرون می‌ریزد، ما 500 میلیون بار آزمایش مشابهی انجام دادیم.

من فقط می توانم تصور کنم که بالاخره یک بطری Veuve روی آن ریخته شد. اگرچه شکار تمام نشده است.

ایگناسیو تابوادا از موسسه فناوری جورجیا و یکی از اعضای تیم IceCube گفت: “ما تازه شروع به خراش دادن سطح تا جایی که منابع جدید نوترینوها را پیدا می کنیم، هستیم.” باید منابع دیگری به مراتب عمیق‌تر از NGC 1068 وجود داشته باشند که در جایی پنهان شده‌اند تا پیدا شوند.

این محتوا از سایت های خبری خارجی بطور اتوماتیک دانلود شده است و عصر فناوری فقط نمایش دهنده است. اگر این خبر با قوانین و مقررات جمهوری اسلامی مناقات دارد لطفا به ما گزارش کنید.

منبع

درباره ی asrf_admin

مطلب پیشنهادی

با والدینی آشنا شوید که از بازی های ویدیویی برای بالا بردن مهارت های پولی فرزندانشان استفاده می کنند

به گزارش سرویس اخبار فناوری پایگاه خبری عصر فناوری ، به عنوان یک برنامه ریز …