Кредит за изображение: UW-Madison
Нов телескоп, настанен в леда на Антарктида, завърши първата карта на високоенергийното неутрино небе. Всъщност гледа надолу, през цялата Земя, за да види северното небе за неутрино, които се движат с висока скорост и преминават през почти цялата материя безпрепятствено. AMANDA II е открила неутрино със 100 пъти по-голяма от енергията на всеки произведен в лабораторни експерименти на Земята.
Нов телескоп, който използва ледената покривка на Антарктида като прозорец към Космоса, създаде първата карта на високоенергийното неутрино небе.
Картата, разкрита днес за астрономите днес (15 юли), на среща на Международния астрономически съюз, предоставя на астрономите първия им дразнещ поглед на много високоенергийни неутрино, призрачни частици, за които се смята, че произлизат от някои от най-насилствените събития в Вселената - разбиване на черни дупки, изблици на гама лъчи и яростни ядра на далечни галактики.
„Това са първите данни с неутрино телескоп с реалистичен потенциал за откриване“, казва Франсис Халцен, професор по физика в Университета на Уисконсин-Мадисън, на картата, съставена с помощта на AMANDA II, единствен по рода си телескоп, изграден с подкрепа от Националната научна фондация (NSF) и съставена от масиви детектори за събиране на светлина, заровени в лед на 1,5 километра под Южния полюс. „Към днешна дата това е най-чувствителният начин да се гледа на високоенергийното неутрино небе“, казва той.
Способността да се открият високоенергийни неутрино и да ги проследи до техните точки на произход остава един от най-важните търсения на съвременната астрофизика.
Тъй като космическите неутрино са невидими, незаредени и почти нямат маса, те са до невъзможно да бъдат открити. За разлика от фотоните, частиците, които образуват видима светлина, и други видове радиация, неутрино могат да преминават безпрепятствено през планети, звезди, необятните магнитни полета на междузвездното пространство и дори цели галактики. Това качество - което ги прави много трудни за откриване - е също най-голямото им предимство, тъй като информацията, която те носят за космологично отдалечени и иначе незабележими събития, остава непокътната.
Картата, произведена от AMANDA II, е предварителна, подчертава Халцен и представлява само една година данни, събрани от ледения телескоп. Използвайки още две години данни, вече събрани с AMANDA II, Халцен и неговите колеги ще определят по-нататък структурата на небесната карта и ще сортират потенциалните сигнали от статистическите колебания в настоящата карта, за да ги потвърдят или опровергаят.
Значението на картата според Халцен е, че тя доказва, че детекторът работи. „Той установява работата на технологията,“ казва той, „и показва, че ние сме достигнали същата чувствителност като телескопите, използвани за откриване на гама-лъчи в същия високоенергиен регион“ на електромагнитния спектър. Приблизително равни сигнали се очакват от обекти, които ускоряват космическите лъчи, чийто произход остава неизвестен близо век след откриването им.
Потънал дълбоко в леда на Антарктида, телескопът AMANDA II (Антарктически мюон и детектор за неутрино) е проектиран да гледа не нагоре, а надолу, през Земята към небето в Северното полукълбо. Телескопът се състои от 677 стъклени оптични модула, всеки с размер на топка за боулинг, подредени върху 19 кабела, поставени дълбоко в леда с помощта на горелки за гореща вода с високо налягане. Масивът превръща цилиндър от лед с височина 500 метра и диаметър 120 метра в детектор за частици.
Стъклените модули работят като крушки обратно. Те откриват и улавят слаби и мимолетни ивици светлина, създадени, когато в някои случаи неутрино се разбиват в ледени атоми вътре или в близост до детектора. Субатомните останки създават мюони, друг вид субатомна частица, която удобно оставя ефемерно вълнение на синя светлина в дълбокия антарктически лед. Светлинната ивица съвпада с пътя на неутрино и сочи обратно към своята точка на произход.
Тъй като осигурява първия поглед върху високоенергийното неутрино небе, картата ще представлява голям интерес за астрономите, тъй като, казва Халцен, „все още нямаме представа как космическите лъчи се ускоряват или откъде идват“.
Фактът, че AMANDA II е идентифицирала неутрино до сто пъти по-голяма от енергията на частиците, произведени от най-мощните ускорители на земята, повдига вероятността някои от тях да стартират по време на дългите си пътувания от някои от най-върховните енергийни събития в Космоса. Способността за рутинно откриване на високоенергийни неутрино ще предостави на астрономите не само леща за изучаване на такива причудливи явления като сблъскване на черни дупки, но и със средство за получаване на директен достъп до нередактирана информация от събития, настъпили стотици милиони или милиарди светлинни години далеч и преди еони.
„Тази карта може да съдържа първите доказателства за космически ускорител“, казва Халцен. "Но ние все още не сме там."
Ловът за източници на космически неутрино ще даде тласък, тъй като телескопът AMANDA II нараства с увеличаване на размера на новите низове от детектори. Плановете призовават телескопът да нарасне до кубичен километър инструментален лед. Новият телескоп, известен като IceCube, ще направи пречистването на небето за източници на космически неутрино високоефективно.
„Ще бъдем чувствителни към най-песимистичните теоретични прогнози“, казва Халцен. „Не забравяйте, че търсим източници и дори ако открием нещо сега, нашата чувствителност е такава, че бихме виждали в най-добрия случай от порядъка на 10 неутрино годишно. Това не е достатъчно добро. "
Оригинален източник: WISC News Release
