Naša galaksija Mlečni put je obeležje noćnog neba koje izaziva strahopoštovanje, koje se može videti golim okom kao maglovita traka zvezda koja se proteže od horizonta do horizonta.
Po prvi put, IceCube Neutrino opservatorija na Antarktiku proizvela je sliku Mlečnog puta koristeći neutrine — male astronomske glasnike nalik duhovima.
U istraživanju objavljenom 29. juna u časopisu Science, IceCube Collaboration – međunarodna grupa od više od 350 naučnika – predstavlja dokaze o visokoenergetskoj emisiji neutrina koja dolazi iz Mlečnog puta.
Još uvek nismo shvatili odakle tačno u našoj galaksiji dolaze ove čestice. Ali današnji rezultat nas približava pronalaženju nekih od najekstremnijih okruženja u galaksiji.
Neutrini nude jedinstven pogled na kosmos jer mogu da putuju direktno sa mesta sa kojih drugo zračenje ili čestice ne mogu da pobegnu. To ih čini veoma interesantnim za astronome, jer neutrini nude prozor u ekstremna kosmička okruženja koja stvaraju drugu vrstu čestica zvanih kosmički zraci.
Kosmički zraci su čestice visoke energije koje prožimaju naš univerzum, ali njihovo poreklo je teško utvrditi. Kosmički zraci su električno naelektrisani, što znači da je njihov put kroz svemir poremećen magnetnim poljima, a do trenutka kada neko stigne na Zemlju, nema načina da se utvrdi odakle su došli.
Međutim, okruženja koja ubrzavaju kosmičke zrake do izuzetne energije takođe proizvode neutrine — a neutrini nemaju električni naboj, tako da putuju lepim pravim linijama. Dakle, ako možemo da otkrijemo putanju neutrina koji stižu na Zemlju, ovo će ukazati na mesto gde su neutrini stvoreni.
Ali otkrivanje tih neutrina nije tako lako.
IceCube Neutrino opservatorija je nedaleko od Južnog pola. Koristi više od 5.000 svetlosnih senzora raspoređenih po kubnom kilometru netaknutog antarktičkog leda za traženje znakova visokoenergetskih neutrina iz naše galaksije i šire.
Ogroman broj neutrina struji kroz Zemlju sve vreme, ali samo mali deo njih nailazi na bilo šta na svom putu.
Svaka interakcija neutrina stvara sićušni bljesak svetlosti — a ti sićušni bljeskovi su ono na šta IceCube senzori traže. Pravac i energija neutrina mogu se odrediti iz količine i uzorka detektovane svetlosti.
IceCube je ranije otkrio neutrine visoke energije koji dolaze izvan Mlečnog puta. Međutim, bilo je izazovnije izolovati neutrine niže energije koji dolaze iz naše galaksije.
To je zato što se neki blicevi koje je IceCube otkrio mogu pratiti do kosmičkih zraka koji udaraju u Zemljinu atmosferu, što stvara neutrine i druge čestice zvane mioni. Da bi filtrirali ove bljeskove, istraživači IceCube-a razvili su načine da razlikuju čestice stvorene u atmosferi i one iz daljih oblika prema obliku svetlosnih obrazaca koje stvaraju u ledu.
Filtriranje neželjenih detekcija učinilo je IceCube osetljivijim na astrofizičke neutrine. Konačni proboj koji je omogućio stvaranje neutrinske slike Mlečnog puta došao je od metoda mašinskog učenja koje poboljšavaju identifikaciju kaskada svetlosti koju proizvode neutrini, kao i određivanje pravca i energije neutrina.
Novo neutrino sočivo na našoj galaksiji pomoći će da se otkrije gde se nalaze najmoćniji akceleratori galaktičkih kosmičkih zraka. Nadamo se da ćemo saznati koliko energične ove čestice mogu da postanu i unutrašnje funkcionisanje ovih visokoenergetskih galaktičkih motora.
Međutim, tek treba da odredimo ove akceleratore unutar Mlečnog puta. Nova analiza IceCube-a pronašla je dokaze za neutrine koji dolaze iz širokih regiona galaksije, ali nije bila u stanju da razazna pojedinačne izvore.
Naš tim, na Univerzitetu Kenterberi na Novom Zelandu i Univerzitetu Adelaide u Australiji, ima plan da realizuje taj sledeći korak.
Pravimo modele za predviđanje neutrina signala blizu verovatnih akceleratora čestica kako bismo mogli da ciljamo naše pretrage neutrina.
Studentkinja osnovnih studija Rhia Hevett i dr. student Rajan Barli ispituje parove kandidata za akceleratore i oblake molekularne prašine. Oni planiraju da procene tok neutrina proizvedenih kosmičkim zracima koji interaguju u oblacima, nakon što neutrini putuju iz akceleratora.
Oni će koristiti svoje rezultate kako bi omogućili fokusiranu pretragu podataka IceCube za izvore emisije neutrina. Verujemo da će ovo pružiti ključ za korišćenje IceCube-a za otključavanje tajni najenergetskih procesa u Mlečnom putu.
