Sciencemag.cz
Doporučujeme
Před třemi lety detektory ve vodách Středozemního moře pozorovaly průchod nejenergetičtějšího kosmického neutrina, jaké kdy bylo detekováno. Událost pochopitelně přitáhla pozornost: původ této částice, jejíž energie přesahovala energii dříve pozorovaných neutrin o více než jeden řád, byl neznámý.
Nový studie naznačuje, že zdrojem této částice mohla být populace blazarů – aktivních galaktických jader obsahujících supermasivní černou díru, která vyzařuje plazmový proud směřující k Zemi.
KM3NeT/ARCA je detektor neutrin ponořený v hlubinách moře u pobřeží Sicílie. 13. února 2023 zachytil mimořádný signál: průchod neutrina, které s energií přibližně 220 PeV daleko překročilo energii všech dosud pozorovaných vysokoenergetických neutrin.
Hypotéza autorů nové studie zní, že neutrina s ultravysokou energií mohla být produkována v určité třídě blazarů. „Existuje několik možných vysvětlení původu této částice,“ říká spoluautorka studie Meriem Bendahman z INFN v Neapoli a členka spolupráce KM3NeT. Nejde ale o jedinou možnost. Například bylo navrženo, že tato neutrina vznikají při interakci kosmického záření s ultravysokou energií s kosmickým mikrovlnným pozadím.
Bendahman v souvislosti s novou studií vysvětluje, že existují důvody se domnívat, že pozorované neutrino nepocházelo z jediné náhlé a identifikované události, jako je exploze nebo erupce. V podobných případech vědci hledají elektromagnetický protějšek takové události, tedy signál v rádiovém, optickém, rentgenovém nebo gama záření pocházející ze stejné oblasti oblohy, který odpovídá detekci neutrina.
V případě události před třemi lety ale žádný takový elektromagnetický protějšek události nalezen nebyl. „To zcela nevylučuje možnost bodového zdroje,“ poznamenává Bendahman, „ale vede nás to k úvaze, že naše neutrino může pocházet z difúzního pozadí, tedy z toku neutrin zahrnujícího příspěvky z mnoha zdrojů. Proto jsme simulovali populaci blazarů pomocí open source softwaru AM3.“
Jednou ze silných stránek nové studie má být její integrovaný přístup: kromě dat KM3NeT/ARCA autoři zohlednili také pozorování z neutrinové observatoře IceCube a gama teleskopu Fermi. Nespoléhali se pouze na to, co bylo pozorováno, ale také – a možná zejména – na to, co tyto přístroje nezachytily. Absence srovnatelných událostí s ultravysokou energií v existujících souborech dat o neutrinech, včetně těch z IceCube, naznačuje, že takové jevy jsou extrémně vzácné. Jakýkoli životaschopný model proto musí tuto absenci také zohlednit. Navrhovaný scénář má tuto podmínku splňovat.
Vzhledem k tomu, že produkce neutrin je obecně doprovázena emisí gama záření, autoři navíc ověřili, že příspěvek blazarů nepřesahuje extragalaktické gama záření měřené observatoří Fermi Gamma-ray Space Telescope. Tímto způsobem Bendahman a její kolegové ukázali, že pravděpodobným zdrojem neutrin s ultravysokou energií je populace blazarů.
Blazars as a Potential Origin of the KM3-230213A Event, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2026). On arXiv. DOI: 10.48550/arxiv.2511.13886
Zdroj: SISSA Medialab / Phys.org, přeloženo / zkráceno
