ნეიტრონების ენერგიის მისტიკური წყარო – ასტროფიზიკოსების ახალი ვარაუდი
სამყაროს ზოგიერთი ყველაზე კაშკაშა ობიექტი მაღალი ენერგიის კოსმოსური ნეიტრონების საიდუმლო წყაროა, დაადასტურა ახალმა კვლევამ. ყოვლისმომცველმა ანალიზმა საკმაოდ დამაჯერებლად დააკავშირა გალაქტიკები, რომლებიც მასპინძლობენ ცეცხლოვან ბირთვებს, ბლაზარებს.
“შედეგები პირველად იძლევა უდავო დაკვირვების მტკიცებულებას, რომ PeVatron ბლაზარების ქვენიმუში არის ექსტრაგალაქტიკური ნეიტრონული ენერგიის წყაროები და, შესაბამისად, კოსმოსური სხივების ამაჩქარებლები”, – თქვა ასტროფიზიკოსმა სარა ბუსონმა, გერმანიის ვიურცბურგის იულიუს მაქსიმილიანის უნივერსიტეტიდან.
ნეიტრონები სუბატომური ნაწილაკებია და უხვად არიან სამყაროში. თუმცა, მათი მასა თითქმის ნულის ტოლია, ისინი ელექტრულად ნეიტრალურებიც არიან და ძალიან ცოტას ურთიერთქმედებენ ნებისმიერ სხვა ნივთთან. ნეიტრონისთვის ნორმალური მატერია, რომლისგანაც სამყაროს უმეტესი ნაწილი შედგება, შესაძლოა ჩრდილიც იყოს, ამიტომ ისინი ცნობილია, როგორც “მოჩვენება ნაწილაკები.”
ჩვენ კარგად ვიცით, საიდან მოდის ნეიტრინოები. ისინი წარმოიქმნება რადიოაქტიური დაშლის შედეგად, რაც საკმაოდ გავრცელებულია. ნეიტრონების უმეტესობა, რომელსაც ჩვენ აღმოვაჩენთ დედამიწაზე, არის მზეზე ბირთვული რეაქციების გვერდითი პროდუქტები, მაგრამ ისინი ასევე შეიძლება წარმოიქმნას ხელოვნური ბირთვული რეაქციებით ან კოსმოსური სხივებისა და ატომების ურთიერთქმედებით.
ანტარქტიდაში სპეციალურმა ობსერვატორიამ გამოავლინა რამდენიმე მართლაც უცნაური მოვლენა. როდესაც ნეიტრონები ურთიერთქმედებენ წყლის ატომებში მოლეკულებთან, მათ შეუძლიათ წარმოქმნან სინათლის ძალიან მცირე ციმციმი. IceCube Neutrino ობსერვატორიას აქვს დეტექტორები, რომლებიც ჩაშენებულია ანტარქტიდის ყინულში სამხრეთ პოლუსზე და მათ შეუძლიათ ამ ციმციმის ამოცნობა.
აღმოჩენამ შეიძლება გამოავლინოს ნეიტრონის ენერგია. 2012 წელს, IceCube-მა აღმოაჩინა ორი ნეიტრონი, რომლებსაც არაფერი ჰქონდათ საერთო აქამდე ნანახთან. მეცნიერთა უზარმაზარმა საერთაშორისო თანამშრომლობამ შეძლო მაღალი ენერგიის ნეიტრონის უკან ბლაზარის მიკვლევა. ეს არის მასიური გალაქტიკის ბირთვი, რომლითაც იკვებება აქტიური სუპერმასიური შავი ხვრელი, დახრილი ისე, რომ იონიზებული მატერიის ჭავლები აჩქარდნენ სინათლის სიჩქარის წერტილამდე პირდაპირ დედამიწაზე.
„ამ მონაცემებით, ჩვენ უნდა დაგვემტკიცებინა, რომ ბლაზარები, რომელთა მიმართულების პოზიციები ემთხვეოდა ნეიტრინოების პოზიციებს, შემთხვევით არ იყო იქ“, – განმარტა შვეიცარიაში, ჟენევის უნივერსიტეტის ასტროფიზიკოსმა ანდრეა ტრამასერემ. “მას შემდეგ, რაც კამათელი რამდენჯერმე აგორდა, ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ შემთხვევითმა ასოციაციამ შეიძლება გადააჭარბოს რეალურ მონაცემებს მილიონ ცდაში მხოლოდ ერთხელ! ეს არის ძლიერი მტკიცებულება იმისა, რომ ჩვენი ასოციაციები სწორია.”
გუნდის ანალიზის მიხედვით, შემთხვევითი მოვლენის ალბათობაა 0.0000006. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ სულ მცირე ზოგიერთ ბლაზარს შეუძლია მაღალი ენერგიის ნეიტრონების გამომუშავება, რაც, თავის მხრივ, სხვა პრობლემის გადაჭრას უწყობს ხელს. მაღალი ენერგიის კოსმოსური სხივების წარმოშობა, პროტონები და ატომური ბირთვები, რომლებიც მიედინება სივრცეში სინათლის სიჩქარით, ასევე დიდი საიდუმლოა.
ბუსონის აზრით, მაღალი ენერგიის ნეიტრინოები წარმოიქმნება ექსკლუზიურად იმ პროცესებში, რომლებიც მოიცავს კოსმოსური სხივების აჩქარებას. როგორც მკვლევარები აღნიშნავენ, ეს ნიშნავს, რომ ახლა შეგვიძლია ბლაზარები კოსმოსური სხივების აჩქარებასთან დავაკავშიროთ. “აკრეციის პროცესი და შავი ხვრელის ბრუნვა იწვევს რელატივისტური ჭავლების წარმოქმნას, სადაც ნაწილაკები აჩქარდებიან და ასხივებენ ხილული სინათლის ენერგიას.” თქვა ტრამასერემ. „ამ ობიექტებსა და კოსმოსურ სხივებს შორის კავშირის აღმოჩენა შეიძლება იყოს მაღალი ენერგიის ასტროფიზიკის „როზეტას ქვა“. აქედან, არსებობს რამდენიმე გზა, რომელიც მოითხოვს შემდგომ შესწავლას. ერთი არის იმის გარკვევა, თუ რატომ არის ზოგიერთი ბლაზარი ნაწილაკების ეფექტური ამაჩქარებელი, ზოგი კი არა. ეს დაეხმარება გუნდს გაარკვიოს, თუ რა არის ნეიტრონული ქარხნის მახასიათებლები და სხვაგან სად შეიძლება ვიპოვოთ ისინი კოსმოსში. გარდა ამისა, ნეიტრონების მონაცემების შემდგომმა უფრო დეტალურმა ანალიზმა შეიძლება მოგვცეს მეტი აღმოჩენა ამ უჩვეულო ნაწილაკების დაბადების ადგილის შესახებ.
ნეიტკვლევა The Astrophysical Journal Letters-ში გამოქვეყნდა.
წყარო: science alert