Sciencemag.cz
Doporučujeme
Antarktická IceCube Neutrino Observatory poprvé publikovala mapu (snímek) Galaxie tak, jak ji vykreslují neutrina. Na práci se podílelo více než 350 vědců. Tiskovou zprávu vydala k výzkumu např. University of Wisconsin-Madison. Následující text je podle článku na The Conversation, který napsala Jenni Adams z University of Canterbury na Novém Zélandu.
Protože neutrina procházejí hmotou prakticky bez interakce, nemáme před sebou nic na způsob struktur hvězd, které vidíme na noční obloze. Vlastně jsme získali pouze ukazatele ke zdrojům neutrin – k extrémním prostředím, kde tyto částice vznikají.
Neutrinová astronomie má ale rozhodně svůj smysl. Neutrina nabízejí jedinečný pohled na vesmír, protože mohou cestovat přímo z míst, odkud k nám žádné jiné záření nebo částice nedorazí. Neutrina vznikají společně s kosmickým zářením – čímž se zde myslí nikoliv světlo, ale elektricky nabité vysokoenergetické částice (protony, elektrony, jádra helia…). Protože tyto částice jsou elektricky nabité, cesta těchto „paprsků“ vesmírem je narušena magnetickými poli, a když dorazí k Zemi, nelze (nebo alespoň jednoduše nelze) zjistit místo jejich původu. V prostředí, které se kosmické záření urychluje na mimořádné energie, však vznikají také neutrina – a ta jsou elektricky nenabitá, čili k nám putují pěkně po přímce (gravitační čočku pomiňme).
Detekovat neutrina je samozřejmě krajně obtížné, od toho je tady observatoř IceCube. To, co fakticky zachycuje, jsou záblesky světla vznikající interakcí neutrin. Z množství a struktury detekovaného světla lze určit směr a energii neutrina.
IceCube již dříve zaznamenávala vysokoenergetická neutrina přicházející z oblastí mimo Mléčnou dráhu. Bylo však náročnější izolovat neutrina o nižších energiích, která pocházejí z naší galaxie. Je to proto, že neutrina vznikají i při dopadu kosmického záření na zemskou atmosféru. Bylo proto třeba vyvinout speciální techniku, která neutrina pozemského původu odfiltruje. A dalším předpokladem, který umožnil vytvořit celkový neutrinový obraz Mléčné dráhy, byl pokrok v metodách strojového učení. Tímto způsobem se podařilo vylepšit identifikaci světelných kaskád vytvářených neutriny a také určení směru a energie neutrin.
Získaná mapa pomůže odhalit, kde se nacházejí nejvýkonnější urychlovače galaktického kosmického záření. Snad se tak dozvíme, jakou energii mohou tyto částice získat a jaké je vnitřní fungování těchto galaktických „motorů“. Tyto urychlovače v Mléčné dráze však zatím nedokážeme přesně určit. Nová analýza IceCube našla důkazy o tom, že neutrina přicházejí z rozsáhlých oblastí galaxie, ale prozatím nebyla schopna rozlišit jednotlivé zdroje. Na tom se dále pracuje…
Pět pohledů na Mléčnou dráhu: horní dva pásy ukazují viditelné světlo a gama záření, spodní tři pásy očekávané a skutečné výsledky neutrin a měřítko významu neutrinových událostí detekovaných observatoří IceCube. Kredit: IceCube Collaboration
IceCube Collaboration, Observation of high-energy neutrinos from the Galactic plane, Science (2023). DOI: 10.1126/science.adc9818. www.science.org/doi/10.1126/science.adc9818
Luigi Antonio Fusco, Galactic neutrinos in the Milky Way, Science (2023). DOI: 10.1126/science.adi6277 , www.science.org/doi/10.1126/science.adi6277
Zdroj: Jenni Adams: A neutrino portrait of our galaxy reveals high-energy particles from within the Milky Way, The Conversation/Phys.org a další
