Այս գեղարվեստական ​​մատուցման մեջ բլազն արագացնում է պրոնոնները, որոնք արտադրում են պիոններ, որոնք արտադրում են նեյտրինո և գամմա ճառագայթներ: Նեյտրինոները միշտ ունենում են այնպիսի եղանակաբանական ռեակցիայի արդյունք, ինչպիսին է այստեղ ցուցադրվածը: Գամմա ճառագայթները կարող են արտադրվել ինչպես hadronic, այնպես էլ էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության մեջ: (ICECUBE / NASA)

Տիեզերական առաջին. Հայտնաբերվել են ծայրահեղ բարձր էներգիայի նեյտրինոներներ ՝ տիեզերքի ողջ բոցավառ գալակտիկաներից

1987-ին մենք գերտերությունների մեկ այլ գալակտիկայից հայտնաբերեցինք նեյտրինո: 30 տարվա սպասումից հետո մենք նույնիսկ ավելի լավ բան գտանք:

Գիտության մեծ առեղծվածներից մեկը որոշելը է ոչ միայն այն, ինչ կա այնտեղ, այլև այն, ինչն է ստեղծում ազդանշաններ, որոնք մենք հայտնաբերում ենք այստեղ Երկրի վրա: Ավելի քան մեկ դար մենք գիտեինք, որ Տիեզերքով անցնելը տիեզերական ճառագայթներ են. Էներգիայի բարձր մասնիկներ, որոնք բխում են մեր գալակտիկայից շատ հեռու: Թեև հայտնաբերվել են այդ մասնիկների որոշ աղբյուրներ, դրանց ճնշող մեծամասնությունը, ներառյալ առավել եռանդունները, մնում են առեղծված:

Այսօրվա դրությամբ այդ ամենը փոխվել է: IceCube- ի համագործակցությունը 2017-ի սեպտեմբերի 22-ին հայտնաբերեց ծայրահեղ բարձր էներգիայի նեյտրինո, որը ժամանում էր Հարավային բևեռ և կարողացավ նույնացնել դրա աղբյուրը: Երբ մի շարք գամմա-ճառագայթային աստղադիտակներ նայեցին այդ նույն դիրքին, նրանք ոչ միայն ազդանշան տեսան, նրանք հայտնաբերեցին բլազ, որը հենց այդ պահին բռնկվեց: Վերջապես, մարդկությունը գտել է առնվազն մեկ աղբյուր, որը ստեղծում է այս ուլտրաէներգետիկ տիեզերական մասնիկները:

Երբ սև անցքերը սնվում են նյութից, նրանք ստեղծում են միացման սկավառակ և դրանում ուղղահայաց երկբևեռ ինքնաթիռ: Երբ գերհիասքանչ սև խոռոչից ինքնաթիռը ցույց է տալիս մեզ, մենք այն անվանում ենք BL Lacertae առարկա կամ բլազեր: Այժմ կարծում են, որ դա և՛ տիեզերական ճառագայթների, և՛ էներգիայով օժտված նեյտրինոների հիմնական աղբյուր է: (NASA / JPL)

Տիեզերքը, որտեղ էլ որ նայենք, լի է իրերով նայելու և փոխազդելու բաներով: Խառնուրդը հավաքվում է գալակտիկաների, աստղերի, մոլորակների և նույնիսկ մարդկանց մեջ: Iationառագայթային հոսքերը տիեզերքի միջով անցնում են էլեկտրամագնիսական սպեկտրի ամբողջությունը: Եվ յուրաքանչյուր խորանարդ սանտիմետր տարածության մեջ կարելի է գտնել հարյուրավոր ուրվական, փոքրիկ զանգվածային մասնիկներ, որոնք հայտնի են որպես նեյտրինո:

Համենայն դեպս, դրանք կարող էին հայտնաբերվել, եթե նրանք փոխազդեցին որևէ նշանակալի հաճախության հետ նորմալ նյութի հետ, մենք գիտենք, թե ինչպես շահարկել: Փոխարենը, նեյտրինոն պետք է անցներ կապարի թեթև տարին, որպեսզի այնտեղ կա մի մասնիկի բախման 50/50 կրակոց: 1930-ին նրա առաջարկությունից հետո տասնամյակներ մենք չկարողացանք հայտնաբերել նեյտրինոն:

Ռեակտորի միջուկային փորձարարական RA-6 (Republica Արգենտինա 6), երթը, որը ցույց է տալիս Չերենկովի ճառագայթային բնութագրումը `արտանետվող ավելի արագ, քան լույսի ջրի մասնիկներից: 1930 թ.-ին Պաուլիի կողմից առաջին անգամ արված նեյտրինոները (կամ ավելի ճշգրիտ ՝ antineutrinos) հայտնաբերվել են նման միջուկային ռեակտորից 1956-ին: (CENTRO ATOMICO BARILOCHE, VIA PIECK DARÍO)

1956 թ.-ին մենք առաջինը հայտնաբերեցինք դրանք ՝ տեղադրելով դետեկտորներ անմիջապես միջուկային ռեակտորներից այն կողմ, այն հեռավորության վրա, որտեղ գտնվում են նեյտրինոները: 1960-ականներին մենք ստեղծեցինք բավականաչափ մեծ դետեկտորներ `ստորգետնյա, պաշտպանված այլ աղտոտող մասնիկներից` գտնելու Արևի արտադրած նեյտրինոները և մթնոլորտի հետ տիեզերական ճառագայթների բախումները:

Այնուհետև, 1987-ին, դա միայն մայրական եղանակն էր, որ մեզ մոտ գերտերություն տվեց այնքան մոտակայքում, որ կարողացանք նեյտրինոները հայտնաբերել դրանից: Լիովին կապ չունեցող նպատակներով աշխատող փորձարկումները հայտնաբերել են SN 1987A- ի նեյտրինոները ՝ օգտագործելով բազմաբնույթ մագիստրոսական աստղագիտության դարաշրջանում: Նեյտրինոսը, որքան մենք կարող էինք պատմել, ուղևորվեց տիեզերք ամբողջ լույսի արագությունից տարբերվող էներգիաներով:

1987-ի գերծանրաբեռնվածության մնացորդը, որը գտնվում է Մեծ Magellanic Cloud- ում, գտնվում է 165,000 լուսային տարի հեռավորության վրա: Այն փաստը, որ նեյտրինոները ժամանել են առաջին լույսի ազդանշանից ժամեր առաջ, մեզ ավելի շատ բան սովորեցրեց այն տևողության մասին, որը անհրաժեշտ է լույսը տարածելու աստղային տիպի գերծանրքաշային շերտերի միջով, քան դա տեղի է ունեցել նեյտրինոների ուղևորության արագության վերաբերյալ, ինչը տարբերվում էր լույսի արագությունից: Նեյտրինոները, լույսը և ծանրությունը, կարծես, բոլոր ճանապարհորդում են այժմ նույն արագությամբ: (NOEL CARBONI & ESA / ESO / NASA PHOTOSHOP FITS LIBERATOR)

Մոտ 30 տարի շարունակ, այդ գերծանրքաշային նեյտրինոները միակ նեյտրինոներն էին, որոնք մենք երբևէ հաստատել էինք, որ գտնվում են մեր Արեգակնային համակարգի դրսից, ավելի քիչ ՝ մեր տնային գալակտիկայից: Բայց դա չի նշանակում, որ մենք չենք ստացել ավելի հեռավոր նեյտրինոներ; դա պարզապես նշանակում էր, որ մենք չէինք կարողանա ուժեղ ճանաչել դրանք երկնքի որևէ հայտնի աղբյուրի հետ: Չնայած նեյտրինոները շփվում են նյութի հետ շատ թույլ, նրանք ավելի հավանական է, որ շփվեն, եթե դրանք էներգիայով ավելի բարձր լինեն:

Հենց այստեղ է մտնում IceCube նեյտրինոյի աստղադիտարանը:

IceCube աստղադիտարանը, իր տեսակի առաջին նեյտրինո աստղադիտարանը, նախատեսված է դիտարկել Անտարկտիկայի սառույցի տակ գտնվող այս աննկատ, բարձր էներգիայի մասնիկները: (EMANUEL JACOBI, ICECUBE / NSF)

SouthCole- ի սառույցի խորքում IceCube- ն փակում է մեկ խորանարդ կիլոմետր ամուր նյութ ՝ որոնելով այդ գրեթե զանգվածային նեյտրինոները: Երբ նեյտրինոներն անցնում են Երկրի միջով, այնտեղ կա մի մասնիկի հետ փոխազդեցության հնարավորություն: Փոխգործակցությունը կհանգեցնի մասնիկների ցնցուղի, որը պետք է անթաքույց ստորագրություններ թողնի դետեկտորում:

Այս նկարագրության մեջ նեյտրինոն շփվել է սառույցի մոլեկուլի հետ ՝ առաջացնելով երկրորդական մասնիկ ՝ մյուոն, որը սառույցի մեջ հարաբերականորեն արագությամբ շարժվում է ՝ դրա հետևում թողնելով կապույտ լույսի հետք: (NICOLLE R. FULLER / NSF / ICECUBE)

IceCube- ի վեց տարիների ընթացքում նրանք հայտնաբերել են ավելի քան 80 բարձր էներգիայի տիեզերական նեյտրինոներ `ավելի քան 100 TeV էներգիայով. LHC- ի ցանկացած մասնիկների կողմից ձեռք բերված ամենաբարձր էներգիաներից ավելի քան տասն անգամ: Նրանցից ոմանք նույնիսկ փչացրին PeV սանդղակը ՝ հասնելով էներգիաների ՝ հազար անգամ ավելի մեծ քանակությամբ, քան անհրաժեշտ է, որպեսզի ստեղծվեն նույնիսկ հայտնի հիմնական հիմնարար մասնիկների նույնիսկ ամենածանրը:

Այնուամենայնիվ, չնայած տիեզերական ծագման այս բոլոր նեյտրինոներին, որոնք հասել են Երկիր, մենք դրանք դեռևս չենք համընկել երկնքի աղբյուրի հետ, որն առաջարկում է վերջնական դիրք: Այս նեյտրինոների հայտնաբերումը հսկայական սխրագործություն է, բայց քանի դեռ մենք չենք կարող դրանք փոխկապակցել Տիեզերքում իրական, դիտարկվող օբյեկտի հետ - օրինակ, դա դիտարկվում է նաև էլեկտրամագնիսական լույսի ինչ-որ ձևով, - մենք որևէ տեղեկություն չունենք, թե ինչն է ստեղծում դրանք:

Երբ նեյտրինոն շփվում է Անտարկտիկայի պարզ սառույցի մեջ, այն արտադրում է երկրորդական մասնիկներ, որոնք կապույտ լույսի հետք են թողնում, երբ նրանք անցնում են IceCube դետեկտորի միջոցով: (NICOLLE R. FULLER / NSF / ICECUBE)

Տեսաբանները գաղափարների առաջացման խնդիր չեն ունեցել, ներառյալ.

  • hypernovae, ամեն գերբնական բոլոր գերբնականներից,
  • գամմա ճառագայթներ պայթել,
  • բռնկվող սև անցքեր,
  • կամ քվազարները ՝ Տիեզերքի ամենամեծ, ակտիվ սև անցքերը:

Բայց որոշում կայացնելու համար անհրաժեշտ կլինի ապացույցներ:

IceCube- ի կողմից հայտնաբերված բարձր էներգետիկ նեյտրինո իրադարձության օրինակ ՝ 2014 թ.-ին հայտնաբերված 4,45 PeV նեյտրինո հարվածող դետեկտորին:

IceCube- ը հետևում և թողարկում էր թողարկումներ `գտնելու յուրաքանչյուր իրենց ծայրահեղ բարձր էներգիայի նեյտրինոյի միջոցով: 2017-ի սեպտեմբերի 22-ին դիտվեց ևս մեկ նման իրադարձություն ՝ IceCube-170922A: Դուրս եկած թողարկման մեջ նրանք հայտարարեցին հետևյալը.

2017-ի սեպտեմբերի 22-ին IceCube- ը հայտնաբերեց հետագծի նման շատ էներգետիկ իրադարձություն `աստղաֆիզիկական ծագման լինելու մեծ հավանականությամբ: Միջոցառումը նույնականացվեց ծայրահեղ բարձր էներգիայի (EHE) հետամուտի միջոցառման ընտրության միջոցով: IceCube դետեկտորը նորմալ գործող վիճակում էր: EHE- ի իրադարձությունները սովորաբար ունենում են նեյտրինո փոխազդեցության եզրագիծ, որը գտնվում է դետեկտորի սահմաններից դուրս, արտադրում է մյուոն, որը անցնում է դետեկտորի ծավալը և ունի բարձր լույսի մակարդակ (էներգիայի վստահված անձ):
Տիեզերական ճառագայթները ցնցում են մասնիկները ՝ մթնոլորտում հարվածելով պրոտոնների և ատոմների, բայց դրանք նաև լույս են արտանետում Չերենկովի ճառագայթման պատճառով: Դիտարկելով երկնքից տիեզերական ճառագայթները և Երկրին հարվածող նեյտրինոները, մենք կարող ենք զուգադիպություններ օգտագործել երկուսի ծագումը բացահայտելու համար (ՍԻՄՈՆ ՍՈՒՐԴԻ (U. CHICAGO), NASA):

Այս ջանքերը հետաքրքիր են ոչ միայն նեյտրինոների, այլև ընդհանուր առմամբ տիեզերական ճառագայթների համար: Չնայած այն բանին, որ մենք ավելի քան մեկ դար տեսել ենք բարձր էներգիաների տիեզերական ճառագայթներ, մենք չենք հասկանում, թե որտեղից են ծագում դրանց մեծ մասը: Սա ճիշտ է պրոտոնների, միջուկների և նեյտրինոների համար, որոնք ստեղծվել են ինչպես աղբյուրի, այնպես էլ մթնոլորտում կասկադների / ցնցուղների միջոցով:

Այդ իսկ պատճառով հետաքրքրաշարժ է, որ ահազանգի հետ մեկտեղ IceCube- ն նաև համակարգեր տվեց, թե որտեղից պետք է ծագեր այս նեյտրինոն երկնքում ՝ հետևյալ դիրքում.

  • ՀՀ. 77.43 հատ (-0,80 հատ / + 1.30 դր 90% ՊՍՖ պարունակություն) J2000
  • Դեկտեմբեր ՝ 5.72 հատ (-0,40 դր / + 0,70 հատ 90% ՊՍՖ պարունակություն) J2000

Եվ դա հանգեցրեց դիտորդների ՝ փորձելով իրականացնել հետևողական դիտումներ էլեկտրամագնիսական սպեկտրի ողջ տարածքում ՝ այս օբյեկտի նկատմամբ:

Արվեստագետի տպավորությունն ակտիվ գալակտիկական միջուկի մասին: Գերմարդկային սկավառակի կենտրոնում գտնվող գերհզոր սև անցքը նյութի նեղ բարձր էներգիայի ինքնաթիռ է ուղարկում տիեզերք, սկավառակի ուղղահայաց: Մոտ 4 միլիարդ լուսավոր տարի հեռավորության վրա գտնվող բլազերը այս տիեզերական ճառագայթների և նեյտրինոների ծագումն է: (ԴԵՍԻ, ԳԻՏԱԿԱՆ ԿԱՊԻ ԼԱԲ)

Սա պայթյուն է. Գերհարաբեր սև խոռոչ, որը ներկայումս գտնվում է ակտիվ վիճակում, կերակրում է նյութով և արագացնում այն ​​հսկայական արագություններով: Բլզերը նման են քվազարների, բայց մեկ կարևոր տարբերությամբ: Թեև քվասերը կարող են կողմնորոշվել ցանկացած ուղղությամբ, մի շիկահեր միշտ կունենա իր ինքնաթիռներից մեկը, որն ուղիղ ուղղվում է Երկրի վրա: Դրանք կոչվում են շիկահեր, քանի որ հենց ձեզ են «պայթում»:

Այս առանձնահատուկ բլազարը հայտնի է որպես TXS 0506 + 056, և երբ աստղադիտարանների կուտակումներ, ներառյալ ՆԱՍԱ-ի Ֆարմի աստղադիտարանը և Կանարյան կղզիներում գտնվող ՄԱԳԻԿ-ի վերգետնյա աստղադիտակը, անմիջապես հայտնաբերեցին գամմա ճառագայթներ:

Երկրի և տիեզերքում գտնվող շուրջ 20 աստղադիտարանները հետևել են այն դիտարկմանը այն վայրի վերաբերյալ, որտեղ IceCube- ը դիտարկել էր անցյալ տարվա սեպտեմբեր ամսվա նեյտրինոն, ինչը թույլ էր տալիս գաղտնազերծել այն, ինչը գիտնականները համարում են շատ բարձր էներգետիկ նեյտրինների և, այդպիսով, տիեզերական ճառագայթների աղբյուր: Բացի նեյտրինոներից, էլեկտրամագնիսական սպեկտրի ամբողջ հատվածում կատարված դիտարկումները ներառում էին գամմա-ճառագայթներ, ռենտգենյան ճառագայթներ և օպտիկական և ռադիացիոն ճառագայթում: (NICOLLE R. FULLER / NSF / ICECUBE)

Ոչ միայն դա, այլ երբ նեյտրինոները հասան, բլազարը գտնվեց բոցավառ վիճակում, որը համապատասխանում է այդպիսի օբյեկտի ամենաակտիվ արտահոսքին: Քանի որ արտահոսքերը գագաթնակետին են հասնում, և IceCube- ի հետ կապ ունեցող հետազոտողները անցան մեկ տասնամյակի արժողությամբ գրառումներ մինչև 2017 թվականի սեպտեմբերի 22-ի բռնկումը և փնտրեցին ցանկացած նեյտրինո իրադարձություններ, որոնք ծագում էին TXS 0506 + 056 դիրքերից:

Անմիջական գտածո: Նեյտրինոսը այս օբյեկտից ժամանել էր բազմաթիվ պայթյուններով ՝ երկար տարիներ տևելով: Նեյտրինո դիտարկումները էլեկտրամագնիսականների հետ համատեղելով ՝ մենք կարողացել ենք հաստատապես հաստատել, որ բարձր էներգիայի նեյտրինոները արտադրվում են բլոկների միջոցով, և որ մենք ունենք դրանց հայտնաբերման հնարավորություն ՝ նույնիսկ այդքան մեծ հեռավորության վրա: TXS 0506 + 056, եթե հետաքրքրասեր լինեիք, գտնվում է մոտ 4 միլիարդ լուսային տարի հեռավորության վրա:

Blazar TXS 0506 + 056- ը բարձր էներգիայի նեյտրինոների և տիեզերական ճառագայթների առաջին նույնականացված աղբյուրն է: Այս նկարազարդումը, որը հիմնված է ՆԱՍԱ-ի Օրիոնի պատկերի վրա, ցույց է տալիս գիշերային երկնքում տեղակայված բլազարի գտնվելու վայրը, որը գտնվում է համաստեղության Օրիոնի ձախ ուսի մոտ: Աղբյուրը Երկրից մոտ 4 միլիարդ լուսային տարի է: (ICECUBE / NASA / NSF)

Հսկայական քանակություն կարելի է սովորել հենց այս մեկ բազմամակարդակ դիտողությունից:

  • Բլազարները ցույց են տվել, որ դրանք տիեզերական ճառագայթների առնվազն մեկ աղբյուր են:
  • Նեյտրինոներ արտադրելու համար ձեզ հարկավոր է քայքայվող պիոններ, իսկ դրանք արտադրվում են արագացված պրոտոնների միջոցով:
  • Սա տալիս է սև խոռոչների միջոցով պրոտոնի արագացման առաջին վերջնական ապացույցը:
  • Սա նաև ցույց է տալիս, որ blazar TXS 0506 + 056- ը տիեզերքի ամենապայծառ աղբյուրներից մեկն է:
  • Վերջապես, ուղեկցող գամմա ճառագայթներից մենք կարող ենք վստահ լինել, որ տիեզերական նեյտրինոներն ու տիեզերական ճառագայթները, համենայն դեպս, երբեմն ունեն ընդհանուր ծագում:
Բարձր էներգիայի աստղաֆիզիկայի աղբյուրների կողմից արտադրված տիեզերական ճառագայթները կարող են հասնել Երկրի մակերևույթ: Երբ տիեզերական ճառագայթը բախվում է մի մասնիկի Երկրի մթնոլորտում, այն արտադրում է մասնիկների ցնցուղ, որը մենք կարող ենք հայտնաբերել գետնին զանգվածներով: Վերջապես մենք հայտնաբերեցինք դրանց հիմնական աղբյուրը: (ASPERA COLLABORATION / ASTROPARTICLE ERANET)

Ըստ IceCube նեյտրինոյի աստղադիտարանի գլխավոր քննիչ Ֆրանսիս Հալզենի,

Հետաքրքիր է, որ աստղաֆիզիկայի համայնքում ընդհանուր կոնսենսուս կար, որ բլզերը դժվար թե տիեզերական ճառագայթների աղբյուր լինեին, և ահա մենք… Մենք մարշալ աստղադիտակների ունակություն ունեմ աշխարհում ՝ հայտնագործություն կատարելու ունակություն ՝ օգտագործելով տարատեսակ ալիքային երկարություններ և զուգորդվում է նեյտրինո դետեկտորի հետ: Ինչպես IceCube- ը նշանակալից նշանակություն ունի այն բանի համար, ինչ գիտնականները անվանում են «բազմաշերտ առաքելության աստղագիտություն»:

Բազմաթիվ սուրհանդակային աստղագիտության դարաշրջանը պաշտոնապես այստեղ է, և այժմ մենք ունենք երկինք նայելու երեք ամբողջովին անկախ և լրացնող միջոց ՝ լույսով, նեյտրիններով և գրավիտացիոն ալիքներով: Մենք իմացանք, որ բլզերը, որոնք ժամանակին համարվել էին բարձր էներգիայի նեյտրինոների և տիեզերական ճառագայթների առաջացման անհավանական թեկնածու, իրականում ստեղծում են երկուսն էլ:

Սա նկարիչի տպավորությունն է հեռավոր քվաս 3C 279-ից: Երկբևեռ ինքնաթիռները տարածված առանձնահատկություն են, բայց խիստ հազվադեպ է, որ այդպիսի ինքնաթիռը ուղղակիորեն մատնվի մեզ: Երբ դա տեղի է ունենում, մենք ունենք Blazar, որն այժմ հաստատված է, որ աղբյուր է ինչպես էներգետիկ տիեզերական ճառագայթների, այնպես էլ ծայրահեղ էներգիայի նեյտրինոների, որոնք մենք տեսնում ենք տարիներ շարունակ: (ESO / M.. KORNMESSER)

Այս հայտնագործությամբ պաշտոնապես մեկնարկեց նոր էներգետիկ ոլորտը ՝ բարձր էներգետիկ նեյտրինո աստղագիտությունը: Նեյտրինոները այլևս այլ փոխազդեցությունների ենթատեսակ չեն, ոչ էլ տիեզերական հետաքրքրասիրություն, որը հազիվ է տարածվում մեր Արեգակնային համակարգից այն կողմ: Փոխարենը, մենք կարող ենք դրանք օգտագործել որպես Տիեզերքի և ինքնուրույն ֆիզիկայի հիմնական օրենքների հետազոտություն: IceCube- ի կառուցման հիմնական նպատակներից մեկը բարձր էներգիայի տիեզերական նեյտրինոների աղբյուրների հայտնաբերումն էր: Բլազեր TXS 0506 + 056- ը որպես այդ նեյտրինոների և գամմա ճառագայթների աղբյուրի նույնականացման միջոցով դա տիեզերական երազանք է, որը վերջապես կատարվեց:

Սկսվում է այն բանի հետ, որ Ֆորբսը այժմ գտնվում է Forbes- ում, իսկ Medium- ի վերահրատարակումը ՝ շնորհիվ մեր Patreon- ի կողմնակիցների: Ethan- ը հեղինակել է երկու գիրք ՝ «Beyond The Galaxy» և «Treknology». «The Star Trek Science» - ը «Tricords– ից մինչև Warp Drive»: