Bir kara deliğe çok yaklaştığında tamamen parçalanan bir yıldız, bilime nadir bir hediye verdi. Bilim adamları ilk kez, bu şiddetli olaylardan biri sırasında uzaya fırlatılan yüksek enerjili bir nötrino tespit ettiler.
Küçük parçacık bizi sadece Evrendeki en enerjik parçacıkların tam olarak nerede doğduğunu bulmaya yaklaştırmaz; kara delik gelgit bozulma olaylarının güçlü doğal parçacık hızlandırıcıları üretebileceğini gösteriyor.
Hollanda’daki Leiden Üniversitesi’nden astrofizikçi Sjoert van Velzen, “Kozmik yüksek enerjili nötrinoların kökeni bilinmemektedir, çünkü bunların tespit edilmesi çok zordur” dedi.
“Bu sonuç, yüksek enerjili nötrinoların kaynağına kadar izlendiği ancak ikinci kez olacaktır.”
Bir kara delik yoluyla bir yıldızın ölümünü yakalamak oldukça nadirdir, ancak bu sürecin kabaca nasıl gerçekleştiğini anlamak için yeterince zaman gördük. Hatalı bir yıldız, kara deliğe, son nesnenin yerçekimi tarafından kapandığı kadar yaklaşır. Kara deliğin muazzam gelgit kuvveti – yerçekimi alanının ürünü – önce gerilir, sonra yıldızı o kadar sert çeker ki parçalanır.
Bu gelgit bozulma olayı (TDE), parçalanmış yıldızın enkazının yarısı kara deliğin etrafında dönerken parlak bir şekilde parlayan parlak bir ışık parlaması salar ve olay ufkunun amansız bir şekilde ötesine çekilmeden önce muazzam bir ısı üretir. Enkazın diğer yarısı uzaya fırlatılır.
9 Nisan 2019’da Dünya’da gözlenen öyle bir parıltıydı.
AT2019dsg adı verilen olay, 750 milyon ışıkyılı uzaklıktan Güneş’in kütlesinin 30 milyon katı hızla (Samanyolu’nun süper kütleli kara deliğinin kütlesi 4 milyon güneş kütlesi) saat hızına sahip süper kütleli bir kara delik tarafından yayınlandı. . Optik ve X-ışını spektrumlarında zekice parladı ve daha sonra radyo spektrumunda tespit edildi.
Altı aydan kısa bir süre sonra, 1 Ekim 2019’da, Antarktika’daki IceCube nötrino dedektöründe bir başka tespit daha yapıldı: toplanan en yüksek enerjili nötrinolardan biri. IC191001A olarak adlandırıldı.
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) ve Almanya’daki Bochum Üniversitesi’nden gökbilimci Anna Franckowiak, “Antarktika buzuna 100 teraelektronvolttan fazla olağanüstü bir enerji ile çarptı,” dedi.
“Karşılaştırma için, bu, Cenevre yakınlarındaki Avrupa parçacık fiziği laboratuvarı CERN’de dünyanın en güçlü parçacık hızlandırıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda elde edilebilecek maksimum parçacık enerjisinin en az on katı.”
Ve AT2019dsg yönünden geldi.
Nötrinolar büyüleyici küçük şeylerdir. Kütleleri neredeyse sıfırdır, ışık hızına yakın hareket ederler ve normal maddeyle gerçekten etkileşime girmezler; bir nötrino için, Evren tamamen cisimsiz olurdu. Aslında, milyarlarca nötrino şu anda üzerinizde yakınlaşıyor. Bu nedenle ‘hayalet parçacık’ olarak adlandırıldılar.
Bu, yine de maddeyle etkileşime giremeyecekleri anlamına gelmez ve IceCube onları bu şekilde algılar. Arada sırada bir nötrino buzla etkileşime girebilir ve bir ışık parlaması yaratabilir. Antarktika buzundaki karanlığın derinliklerine tünellenmiş dedektörlerle, bu flaşlar gerçekten göze çarpıyor.
Işığın nasıl yayıldığı ve ne kadar parlak olduğu gibi özelliklere dayanarak, bilim adamları nötrinonun ne kadar enerjik olduğunu ve nereden geldiklerini bulabilirler. Daha önce bilim adamları, galaksi dışı yüksek enerjili bir nötrinoyu 4 milyar ışıkyılı uzaklıktaki bir blazar galaksisine kadar izlediler.
Bilim adamları IC191001A’yı analiz ettiklerinde, AT 2019dsg ile ilişkili olmama ihtimalinin yalnızca yüzde 0,2 olduğunu buldular.
DESY’den gökbilimci Robert Stein, “Bu, bir gelgit bozulma olayıyla bağlantılı ilk nötrinodur ve bize değerli kanıtlar getiriyor” dedi.
“Gelgit bozulma olayları tam olarak anlaşılmamıştır. Nötrinonun tespiti, yığılma diskinin yakınında, hızlı parçacıkları fışkırtan merkezi, güçlü bir motorun varlığına işaret ediyor. Ve radyo, optik ve ultraviyole teleskoplardan gelen verilerin birleşik analizi bize ek bilgi veriyor. gelgit bozulma olayının devasa bir parçacık hızlandırıcı görevi gördüğünün kanıtı. “
Nötrino hakkındaki ikinci bir makaleye göre en olası suçlu, aktif olarak biriken bir kara deliğin kutup bölgelerinden fışkıran göreceli plazma jetleridir. Bunun nasıl olduğu belirsizdir, ancak gökbilimciler, yığılma diskinin iç kısmındaki (ancak olay ufkunun dışındaki) malzemenin kara deliğin dışındaki manyetik alan çizgileri aracılığıyla kutuplara doğru yönlendirildiğini ve kutuplardan fırlatıldığını düşünüyor.
Son simülasyonlar, bu jetlerdeki manyetik alanlar birbirine dolandığında, parçacıkları göreceliğe (ışık hızına yakın) hızlandırabilen bir elektrik alanı ürettiklerini ileri sürdü. Bu jetler yüzlerce gün dayanabilir, bu da nötrinonun neden ilk tespitten altı ay sonra geldiğini açıklamaya yardımcı olur.
Bu muhteşem bir sonuç ve kozmosa farklı bakış açılarını birleştirdiğimizde keşfedebileceklerimizi güzel bir şekilde gösteren bir sonuç.
Almanya’daki DESY ve Humboldt Üniversitesi’nden astrofizikçi Marek Kowalski, “Birleşik gözlemler, çoklu haberci astronomisinin gücünü gösteriyor” dedi.
“Gelgit bozulma olayının tespiti olmasaydı, nötrino birçok kişiden sadece biri olurdu. Ve nötrino olmadan, gelgit bozulma olayının gözlemi, birçok olaydan sadece biri olurdu. Sadece kombinasyon sayesinde hızlandırıcıyı bulabilir ve bir şeyler öğrenebilirdik. içindeki süreçler hakkında yeni. “
İki makale yayınlandı Doğa Astronomi burada ve burada.
.