ASTRONOMI vjeruju da su uspjeli ući u trag porijeklu jedne "sablasne" kozmičke čestice sve do 11 milijardi svjetlosnih godina udaljene galaksije, što predstavlja značajan korak u razumijevanju tajanstvenih neutrina. Vjeruje se da je izvor čestice koja je stigla do Zemlje daleka galaksija u kojoj se intenzivno rađaju zvijezde, nazvana Shadow Blaster, piše CNN.

Potraga za izvorom "sablasne čestice"

Neutrini su jedne od najzastupljenijih čestica u svemiru, no zbog svoje "sablasne" prirode iznimno ih je teško proučavati. Nemaju električni naboj, masa im je neznatna i gotovo da ne stupaju u interakciju s drugom materijom. Iako se zna da nastaju u supernovama, nuklearnim reakcijama u zvijezdama i raspadom teških čestica, precizno određivanje njihova izvora velik je izazov za znanstvenike.

Događaj koji je potaknuo ovo istraživanje zabilježen je 2021. godine, kada je detektor IceCube, smješten duboko u antarktičkom ledu, zabilježio dolazak neutrina iznimno visoke energije. Takvi se neutrini, prema riječima Erika Blaufussa, istraživača sa Sveučilišta u Marylandu koji nije sudjelovao u studiji, bilježe tek svakih nekoliko godina.

Opservatorij je odmah izdao upozorenje astronomskoj zajednici. Iako su se znanstvenici dali u potragu, početna promatranja nisu uspjela otkriti nikakve eksplozije zvijezda ili izboje gama i rendgenskih zraka koji bi se mogli povezati s neutrinom.

"Sami neutrini nam govore da se negdje na nebu dogodilo nešto energično, ali nam obično ne otkrivaju što je točno izvor, koliko je udaljen ni kakav ga je objekt proizveo", pojasnio je u e-poruci dr. Yuji Urata, voditelj studije i istraživač u tajvanskoj tvrtki MITOS Science Co. Ltd.

"Da bismo odgovorili na ta pitanja, potrebno nam je svjetlo: radio, submilimetarsko, infracrveno, optičko, rendgensko i gama-zračenje."

Kozmičko povećalo i galaksija "Shadow Blaster"

Nekoliko dana nakon upozorenja, tim predvođen Uratom imao je više sreće. Promatranjima pomoću teleskopa na Havajima otkrili su galaksiju bogatu prašinom u kojoj se intenzivno stvaraju zvijezde, nazvanu JCMT0402−0424.

Tim joj je dao nadimak "Shadow Blaster". Urata objašnjava da je naziv "Shadow" (sjena) dobila jer je zbog guste prašine gotovo nevidljiva u optičkom, rendgenskom ili gama-spektru, dok se "Blaster" (eksplozija) odnosi na pretpostavku da, unatoč skrivenosti, može biti snažan izvor visokoenergetskih čestica.

Dodatna promatranja otkrila su ključan detalj: galaksija se nalazila iza gravitacijske leće. Taj se fenomen događa kada masivna galaksija u prednjem planu svojom gravitacijom djeluje kao kozmičko povećalo, pojačavajući svjetlost udaljenijeg objekta iza sebe.

"Taj efekt leće pojačao je sjaj galaksije i omogućio nam da proučimo skriveno, kompaktno područje stvaranja zvijezda koje bi inače bilo puno teže otkriti", rekao je Urata.

Zvjezdana rodilišta kao mogući izvori neutrina

Gusta "zvjezdana rodilišta", poput onog u galaksiji Shadow Blaster, mogu stvoriti okruženje plina, zračenja i magnetskih polja koje djeluje kao akcelerator čestica i proizvodi neutrine. "Galaksije u kojima se stvaraju zvijezde su one koje proizvode velik broj zvijezda.

Neke od njih su masivne i brzo sagorijevaju te eksplodiraju kao supernove, pri čemu vjerojatno ubrzavaju kozmičke zrake", objasnio je Justin Vandenbroucke, profesor sa Sveučilišta Wisconsin-Madison koji nije bio uključen u studiju.

Takve su galaksije bile uobičajene u ranom svemiru, prije 10 milijardi godina, no povezivanje s neutrinima bilo je teško jer su zbog prašine uglavnom slabo vidljive. Prema analizi tima, ova vrsta galaksija mogla bi biti odgovorna za oko 20% pozadinskog neutrinskog zračenja koje mjeri IceCube.

Potraga se nastavlja

Ipak, znanstvenici ostaju oprezni. Vandenbroucke napominje da bi pronalazak galaksije u blizini putanje neutrina mogao biti i slučajnost, čiju vjerojatnost istraživači procjenjuju na oko 1%. "Potrebno je zabilježiti još ovakvih veza između ove vrste galaksija i visokoenergetskih neutrina kako bi se utvrdilo jesu li one doista njihovi izvori", rekao je.

Teleskopi poput ALMA-e i svemirskog teleskopa James Webb mijenjaju način na koji astronomi proučavaju udaljene i prašnjave galaksije. "Ako su neke od tih galaksija ujedno i izvori neutrina, onda bi nam neutrini mogli pružiti potpuno nov način za proučavanje kako su galaksije stvarale zvijezde, gradile magnetska polja i ubrzavale kozmičke zrake dok je svemir bio mlad", dodao je Urata.

Ova studija potaknut će buduće potrage za izvorima neutrina, a korištenje gravitacijskih leća moglo bi omogućiti dublje razumijevanje ovih i dalje tajanstvenih čestica.

"Neutrini nam pružaju neku vrstu 'super rendgenskog vida' koji nam omogućuje proučavanje pojava inače skrivenih našim teleskopima, slično kao što nam rendgen omogućuje da vidimo unutrašnjost ljudi i predmeta", zaključio je Vandenbroucke.