Sciencemag.cz
Doporučujeme
Fyziky zmátl záhadný signál: pozoruhodně silný a energetický proud neutrin doprovázený překvapivě slabou emisí gama záření původem z galaxie NGC 1068 (Squid, Chobotnice). Neobvyklou emisi zaznamenaly detektory IceCube Neutrino Observatory v Antarktidě. Neutrina zřejmě vznikla nějakým dosud neznámým procesem.
Předpokládá se (předpokládalo se), že energetická neutrina z aktivních galaktických center vznikají interakcí protonů a fotonů, kdy se tvoří také záření gama srovnatelné intenzity. Energetická neutrina jsou tedy obvykle spojena s energetickým zářením gama. Záření gama NGC 1068 je však výrazně slabší, než by se očekávalo, a vykazuje výrazně odlišný spektrální tvar.
Autoři nové studie, teoretičtí fyzikové z UCLA, University of Osaka, a University of Tokyo Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe přišli s domněnkou, že vysokoenergetická neutrina z galaxie NGC 1068 vznikají především rozpadem neutronů při rozpadu jader helia v paprsku (jetu) pod vlivem intenzivního ultrafialového záření. Když se tato jádra helia srazí s ultrafialovými fotony vyzařovanými centrální oblastí galaxie, roztříští se a uvolní neutrony, které se následně rozpadnou na neutrina. Energie vznikajících neutrin odpovídají pozorováním. Kromě toho elektrony vzniklé těmito jadernými rozpady interagují s okolními radiačními poli a vytvářejí záření gama o pozorované nižší intenzitě. Navržený scénář vysvětluje, proč signál neutrin podstatně zastiňuje emisi záření gama, a vysvětluje i odlišné energetické spektrum pozorované jak u neutrin, tak u záření gama.
Jak zobecňuje průvodní tisková zpráva University of California v Los Angeles: Model pomáhá vědcům pochopit, jak mohou kosmické jety v aktivních galaxiích emitovat silná neutrina bez odpovídající intenzity gama záření, a vrhá tak nové světlo na extrémní a složité podmínky obklopující supermasivní černé díry, včetně té v centru naší Galaxie.
Nová práce navrhuje, že pokud jádro helia zrychluje ve výtrysku kolem supermasivní černé díry, narazí na fotony a rozpadne se, přičemž se do vesmíru rozletí jeho dva protony a dva neutrony. Protony mohou odletět, ale neutrony jsou (poznámka: mimo atomové jádro) nestabilní a rozpadají se na neutrina, aniž by produkovaly gama záření.
NGC 1068 je jen jednou z mnoha podobných galaxií ve vesmíru a budoucí detekce neutrin v dalších galaxiích mohou tedy novou teorii (relativně) snadno ověřit/vyvrátit. Stejný jev by měl nastávat i v Mléčné dráze, která má ve svém středu obří černou díru obdobných parametrů.
Koichiro Yasuda et al, Neutrinos and Gamma Rays from Beta Decays in an Active Galactic Nucleus NGC 1068 Jet, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.151005. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2405.05247
Zdroj: University of California, Los Angeles / Phys.org, přeloženo / zkráceno
