Sciencemag.cz
Related Articles
Přístroje na Zemi zaznamenávají vysokoenergetická neutrina přicházející z vesmíru již od 60. let. Určení jejich původu představuje pro astronomy dlouhodobou výzvu. Ačkoli vědci identifikovali malý počet blízkých zdrojů neutrin, nedokážou vysvětlit celkový zachycovaných počet neutrin, která přicházejí z celého vesmíru – tento jev se označuje jako kosmické neutrinové pozadí. Astronomové proto předpokládají, že existují další významné skupiny zdrojů neutrin, které však zůstávají skryté.
V nové studii publikované představuje tým (hlavní autor Yuji Urata ze společnosti MITOS Science Co. LTD. na Tchaj-wanu) analýzu nového kandidáta na zdroj neutrin – extrémně jasnou galaxii JCMT0402−0424, přezdívanou Shadow Blaster. Tato galaxie se nachází ve vzdálenosti přibližně 11 miliard světelných let, má v infračerveném spektru svítivost bilionkrát větší než Slunce a může představovat dlouho hledanou souvislost mezi produkcí vysokoenergetických neutrin a vzdálenými galaxiemi, v nichž vznikají hvězdy.
K objevu došlo částečně díky pozorováním z dalekohledu Gemini North, studie rovněž využila pozorování z dalekohledu James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) a ze Submillimeter Array (SMA). Všechna tři zařízení se nacházejí na vrcholu hory Maunakea na Havaji.
V roce 2021 upozornila neutrinová observatoř NSF IceCube v Antarktidě na událost s vysokoenergetickým neutrinem, označenou jako IC 210922A, pocházející z oblasti vesmíru ve směru souhvězdí Eridanus. Toto upozornění vyvolalo rychlá následná pozorování napříč spektrem s cílem vyhledat odpovídající signál, který by mohl pomoci identifikovat zdroj tohoto neutrina.
Několik týmů vědců provedlo následná pozorování s využitím různých dalekohledů a přístrojů. Žádný z nich však nenašel přesvědčivý protějšek v gama záření, rentgenovém záření ani v optickém spektru, ani žádný záblesk gama záření, supernovu či událost slapového roztržení, které by bylo možné spojit s příslušným neutrinem.
Několik dní po původním oznámení zahájili Urata a jeho tým pozorování pomocí JCMT a SMA a objevili galaxii Shadow Blaster, jejíž poloha a jas z ní činily slibného kandidáta na zdroj signálu.Galaxie Shadow Blaster se nachází za silnou gravitační čočkou. Díky tomuto gravitačnímu čočkování mohl tým studovat vnitřní strukturu objektu Shadow Blaster, který by jinak byl příliš vzdálený a příliš slabý na to, aby jej bylo možné zachytit v potřebných detailech.
Kombinace modelu gravitační čočky s obrazovými daty z observatoře ALMA odhalila, že centrální oblast objektu Shadow Blaster obsahuje extrémně kompaktní jádro hustě zaplněné plynem a prachem, v němž se intenzivním tempem rodí nové hvězdy. Teoretické modely předpovídají, že takové extrémní prostředí může fungovat jako přírodní urychlovač částic, kde se energetické částice opakovaně srážejí s plynem a produkují neutrina.
Galaxie Shadow Blaster nevykazuje žádné znaky přítomnosti aktivní černé díry. To rovněž silně naznačuje, že vysokoenergetická neutrina mohou vznikat nejen díky spektakulárním výtryskům z černých děr, jaké vědci pozorovali v blízkých galaxiích, ale také díky intenzivní a husté tvorbě hvězd, která je běžná ve velmi vzdálených galaxiích. (Poznámka: aktivita černých děr souvisí s tím, jak se postupně zpomaluje tvorba nových hvězd.)
Přibližně před 10 miliardami let byl vesmír plný galaxií, jako je Shadow Blaster, v nichž aktivně vznikaly hvězdy. V této době galaxie teoreticky produkovaly velké množství kosmického záření, tedy proudů částic s vysokou energií, které mohou generovat neutrina. Získat však pozorováním důkaz, který by spojoval konkrétní neutrinovou událost s tak vzdálenou galaxií, bylo nesmírně obtížné, protože tyto galaxie jsou velmi vzdálené a často skryté za hustými vrstvami prachu. Náhodná poloha galaxie Shadow Blaster za gravitační čočkou značně usnadňuje nalezení těchto důkazů. Vzhledem k tomu, že ani přes rozsáhlé následné pátrání nebyl nalezen žádný přesvědčivější protějšek, je Shadow Blaster nejpravděpodobnějším kandidátem na zdroj události/vysokoenergetického neutrina IC 210922A.
Compact dusty starbursts at cosmic noon linked to high-energy neutrinos, Nature Astronomy (2026). DOI: 10.1038/s41550-026-02884-9
Zdroj: Association of Universities for Research in Astronomy / Phys.org, přeloženo / zkráceno
