איור אמן של בלייזר. קרדיט: DESY, מעבדת תקשורת מדע
לפני מיליארדי שנים, חור שחור סופר-מאסיבי שניזון מגז ואבק במרכזה של גלקסיה ירק רוח רפאים תת-אטומית.
חלקיק הרפאים הזה - הידוע כנייטרינו - עשה בשקט את מסעו בקוסמוס, על פני מיליארדי שנות אור והגיע לכדור הארץ, שם חיכתה לראות אותו קבוצה גדולה של מדענים ציד נויטרינים.
גלאי ענק שנמצא באנטארקטיקה ראה את הנייטרינו שנשלח לחלל על ידי אותו חור שחור מזין, המכונה בלזר, המציין את הגילוי הראשון מסוגו בהיסטוריה. הממצא החדש פורץ הדרך מפורט בשני ניירות פורסםביומןמַדָעיוֹם חֲמִישִׁי.
ראה גם:
למרות שמדענים זיהו את החלקיקים החמקמקים על פני כדור הארץ, גילוי זה מציין את הפעם הראשונה שחוקרים ראו נייטרינו שהגיע לעולמנו במיוחד ממקור חלל עמוק חזק.
למדענים יש סיבה משכנעת לקרוא לנייטרינו "חלקיקי רפאים".
"הם יכולים לנסוע דרך כל דבר ולהרגיש את נוכחותם רק כשהם רוצים", אמר לינדלי ווינסלו, פיזיקאי מ-MIT שחוקר את החלקיקים המסתוריים האלה בראיון.
"10 מיליארד נייטרינו בשנייה עוברים באגודל שלך", אמר דארן גרנט, פיזיקאי נייטרינו מאוניברסיטת אלברטה, אבל אתה לא יכול להרגיש אותם.
עיבוד של אמן של מעבדת IceCube, כמקור אנרגיה מתקרב בשמי הקוטב הדרומי. קרדיט: icecube/nsf
"ההתנהגות שלהם היא מאוד איך שאנשים מדמיינים רוח רפאים - זה לא משאיר שום זכר שהיא הייתה שם", הוסיף גרנט.
מדענים כמו ווינסלו וגרנט חשדו שצורות בעלות אנרגיה גבוהה של חלקיקים חמקמקים אלה, קטנים מאטום, עלולות להיווצר על ידי כוחות חזקים בקוסמוס הרחוק ואז להיזרק לחלל. אבל למרות שהחלקיקים נמצאים מסביבנו - אמר גרנט - קשה להפליא לגלות אותם.
אבל עכשיו, המצוד אחר ניטרינו משתלם.
חלקיק הרפאים שנראה בקוטב הדרומי עבר דרך גלאי נייטרינו ענק בשם IceCube: זהקוביית קרח של קילומטר אחדכ-2,500 מטר (8,200 רגל) מתחת לאנטרטיקה שהצטיידה בלמעלה מ-5,000 צינורות זיהוי. הרעיון היה לבנות גלאי מסיבי, ולקוות שניטרינו בחלל עמוק בסופו של דבר גם יתנגש במכשיר הקרח הגדול וגם יכריז על עצמו.
"ידענו שהחלקיקים האלה צריכים להגיע מאיפשהו", אמר וינסלו, שלא היה מעורב במחקר זה. "השאלה הייתה איפה. עכשיו אנחנו יודעים".
במשך שנים, מדענים מדדו פיצוצים של אנרגיה עוצמתית מהקוסמוס העמוק, הנקראים קרניים קוסמיות גלקטיות, שפוגעות באטמוספירה של כדור הארץ.
מהירות אור ניתנת לריסוק
הם הניחו שמשהו חזק בחלל העמוק מייצר את שתי הקרניים הללו, וכנראה גם את חלקיקי הרפאים הטעונים מאוד.
כעת נראה שזה המקרה, ובעל מרחק אחראי, אמר במייל ג'וש פרימן, פיזיקאי במעבדת האקסלרטור הלאומית של משרד האנרגיה פרמי, שלא הייתה לו מעורבות במחקר.
גרנט, מחבר שותף למחקר, כינה את התגלית כמעט דומה למדענים שראו לראשונה שרידים של המפץ הגדול, כאשר היקום נוצר, או יותרגילויים אחרוניםשל גלי כבידה, אדוות זמן ומרחב שחוצים את מערכת השמש.
"אלה מאיתנו שאוהבים ניטרינו די נרגשים", אמר ווינסלו.
"זה תחילתו של תחום חדש", ציין גרנט.
מדוע מציאת חלקיקי רפאים חשובה
חלק גדול מההשקפה וההבנה שלנו על היקום נובעים מראיית האור, אמר ווינסלו.
חלק מזה כולל דברים שאנו יכולים לצפות ישירות, כמו גלקסיות רחוקות. כלי נוסף וחדש הוא היכולת לזהות גלי כבידה, ואז להסיק איזה אירוע חזק יכול היה ליצור אנרגיה כה חשובה.
ועכשיו, יש שלישי: ניטרינו.
"זה חוש אחר לגמרי," אמר וינסלו.
"הוכחנו שהנייטרונים הם הכלי השלישי הזה - להבין טוב יותר את הדברים הנפלאים והמוזרים שיש בחוץ."
ואחד הדברים המוזרים האלה הוא ללא ספק בלזארים: כשגז ואבק נופלים לתוך חור שחור מאסיבי במרכזה של גלקסיה, הם יורים חלק מהחומר הזה החוצה, שם הוא ממהר החוצה משני צידי החור השחור בשני סילונים נמרצים. .
ולפעמים, הסילון האלה כוונו במקרה לכדור הארץ -- או שכדור הארץ עובר במקרה דרך אחד מהסילונים האלה. כשהניטרינו בסילונים האלה מגיעים לכוכב הלכת שלנו - ואנחנו ברי מזל לזהות אחד כזה - הם יכולים לעזור לנו להבין מה יש שם בריק.
עיבוד של אמן של בלאזאר אנרגטי למדי. קרדיט: נאסא
"אתה יכול לדמיין שאתה מסוגל למדוד פעילויות של התהליכים האלימים ביותר של היקום בניטרינו עצמם", אמר גרנט.
החלקיקים החמקמקים מראים את עצמם רק כאשר יש עוד חלקיק קטן די קרוב, מה שמאפשר להם ליצור אינטראקציה עם החלקיק הזה. "זה לא קורה לעתים קרובות מאוד," אמר גרנט.
"אם תחיה עד גיל 80, נייטרינו אחד עשוי לקיים אינטראקציה עם הגוף שלך במהלך חייך", הוסיף.
אבל כאשר גלאי כן קולט אחד, מדענים יכולים להשתמש בטלסקופים מסורתיים (המודדים סוגים שונים של קרינת אור) כדי להציץ חזרה לחלל במקור - בדיוק כפי שהם עשו לאחר גילוי הנייטרינו הזה. זה מאפשר להם לאשר מה סביר בחוץ.
במקרה הזה, זה היה חור שחור סופר מסיבי, שפלט סילוני אנרגיה. וברגע שהבלזר הזה פוצץ את הניטרינו הזה, הוא נסע ישירות למערכת השמש שלנו, ללא הפרעה מאנרגיות הכבידה החזקות בחלל שמכופפות את האור ומעוותות את האנרגיה.
"הניטרינו לא סובל מזה", אמר גרנט. "הוא נוסע באין מפריע מהמקור שלו".
הוא עובר בחלל סוער, אם כן, ממש כמו רוח רפאים שעוברת בשלווה דרך קירות חדר השינה.
מארק הוא עיתונאי עטור פרסים ועורך המדע ב-Mashable. לאחר שעבד כשומר בשירות הפארקים הלאומיים, הוא החל בקריירת דיווח לאחר שראה את הערך יוצא הדופן בחינוך אנשים על ההתרחשויות על פני כדור הארץ, ומעבר לכך.
הואירד 2,500 רגללתוך מעמקי האוקיינוס בחיפוש אחר כריש שישה זימים, העז אל תוךאולמות של מעבדות מו"פ מובילות, וראיין חלק מההמדענים המרתקים ביותרבעולם.
אתה יכול להגיע למרק בכתובת[מוגן באימייל].
ניוזלטרים אלה עשויים להכיל פרסומות, עסקאות או קישורי שותפים. בלחיצה על הירשם, אתה מאשר שאתה בן 16+ ומסכים לנותנאי שימושומדיניות פרטיות.
