Разположен в най-южната точка на Земята, 280-тонният 10-метров телескоп на Южния полюс е помогнал на астрономите да разгадаят природата на тъмната енергия и нула върху действителната маса неутрино - неуловими субатомни частици, които проникват във Вселената и докато съвсем наскоро се смяташе, че са изцяло без измерима маса.
Финансираният от NSF телескоп на Южния полюс (SPT) е специално създаден за изучаване на тайните на тъмната енергия - силата, която уж задвижва непрекъснатото (и очевидно все още ускоряващо) разширяване на Вселената. Неговите способности за наблюдение на милиметрова вълна позволяват на учените да изучават космическия микровълнов фон (CMB), който прониква през нощното небе с ехото на Големия взрив на 14 милиарда години.
Напечатани върху отпечатъка на CMB са силуетите на далечни галактически клъстери - някои от най-масивните структури, които се формират във Вселената. Чрез локализирането на тези клъстери и картографирането на техните движения с SPT изследователите могат да видят как тъмната енергия - и неутрино - взаимодействат с тях.
„Неутрино са сред най-изобилните частици във Вселената“, казва Брадфорд Бенсън, експериментален космолог от Института за космологична физика в Чикагския университет в Чикаго. „Около трилион неутрино преминават през нас всяка секунда, макар че едва ли ще ги забележите, защото те рядко взаимодействат с„ нормалната “материя.“
Ако неутрино са били особено масивни, те биха имали ефект върху мащабните галактически клъстери, наблюдавани с SPT. Ако те нямаха маса, нямаше да има ефект.
Резултатите на екипа за сътрудничество на SPT обаче попадат някъде по средата.
Въпреки че само 100 от 500-те групи, идентифицирани досега, са изследвани, екипът е успял да постави сравнително надеждна предварителна горна граница на масата на неутрино - отново частици, за които някога се е предполагало, че имат не маса.
Предишните тестове също така определят долна граница на масата на неутрино, като по този начин стесняват очакваната маса на субатомните частици до 0,05 - 0,28 eV (електронни волта). След като проучването SPT приключи, екипът очаква да има още по-уверен резултат от масите на частиците.
„С пълния набор от данни за SPT ще можем да поставим изключително тесни ограничения върху тъмната енергия и евентуално да определим масата на неутрино“, казва Бенсън.
„Трябва да сме много близо до нивото на точност, необходимо за откриване на неутриновите маси“, отбеляза той по-късно в имейл до Space Magazine.
Такива точни измервания не биха били възможни без телескопа на Южния полюс, който има способността поради уникалното си местоположение да наблюдава тъмно небе за много дълги периоди от време. Антарктида също предлага на SPT стабилна атмосфера, както и много ниски нива на водна пара, които в противен случай биха могли да абсорбират сигнали с дължина на вълната от милиметър.
„Телескопът на Южния полюс се е доказал като първостепенно бижу на астрофизичните изследвания, проведени от NSF в Антарктида“, заяви Владимир Папиташвили, програмен директор на Антарктика по астрофизика и геокосмически науки в Службата за полярни програми на NSF. „Той създаде около две дузини научно-разгледани научни публикации, откакто телескопът получи„ първата си светлина “на 17 февруари 2007 г. SPT е много фокусиран, добре управляван и невероятен проект.“
Откритията на екипа бяха представени от Брадфорд Бенсън на срещата на Американското физическо общество в Атланта на 1 април.
