Enigmă cosmologică privind originea razelor cosmice

O singură particulă subatomică ‘’fantomă’’ captată pe Pământ după o călătorie în spaţiu de patru miliarde de ani lumină ar putea ajuta la rezolvarea unei enigme cosmologice care îi intrigă pe oamenii de ştiinţă de peste o sută de ani, relatează Press Association.
Calea urmată de particula neutrino cu un nivel de energie ridicat, prima de acest tip detectată până în prezent, a fost trasată până la sursa ei probabilă, o galaxie îndepărtată, cu o gaură neagră gigantică în centrul său.
Structura sa oferă o dovadă care i-ar putea ajuta pe astronomi să dezlege în sfârşit misterul vechi de un secol privind provenienţa radiaţiei cosmice.
Radiaţiile, constând din particule elementare cu viteză rapidă, cad pe Pământ ca o ploaie din spaţiu şi reprezintă o ameninţare atât pentru astronauţi cât şi pentru echipajele şi pasagerii zborurilor comerciale. Însă, modul în care acestea se formează şi locul din care ele provin a rămas un mister de durată.
Descoperirea particulei neutrino, raportată în jurnalul Science, conduce către o origine probabilă a acesteia, respectiv jeturile puternice de particule accelerate emise la polii găurilor negre supermasive cu viteză mare de rotaţie.
Această descoperire oferă o nouă perspectivă prin care poate fi privit Universul, prin intermediul unui “al treilea mesager”, primele două fiind fasciculele de fotoni şi undele gravitaţionale recent detectate.
Particula neutrino a fost detectată la 22 septembrie anul trecut de observatorul IceCube, o instalaţie gigantică aflată la adâncimi de 1.450 – 2.450 de metri sub gheaţă.
În acest caz, o reţea de peste 5.000 de senzori super-sensibili au detectat strălucirea albastră caracteristică “Cherenkov” emisă odată ce un neutrino interacţionează cu gheaţa.
Aproape lipsită de masă şi aflată în trecere prin planete, stele şi orice altceva în calea ei, particula a călătorit în linie dreaptă de la punctul său de origine până la Pământ.
Ca urmare, astronomii au reuşit să-i urmărească traiectoria de-a lungul a miliarde de ani lumină până la potenţiala sa sursă.
Ştirea cu privire la această descoperire a stârnit entuziasmul astronomilor care s-au grăbit să-şi îndrepte telescoapele în direcţia sugerată, notează Press Association. Căutarea a condus către un blazar, (un quasar foarte compact) dintr-o galaxie dintr-o clasă specială ce conţine în centru o gaură neagră supermasivă, aflată la patru miliarde de ani lumină distanţă, chiar la stânga constelaţiei Orion.
O caracteristică-cheie a blazarilor sunt jeturile de lumină şi de particule elementare emise la polii vârtejului de materie ce înconjoară gaura neagră.
Se presupune că particula neutrino detectată de IceCube ar fi fost creată de raze cosmice cu un nivel ridicat de energie provenind din jeturile care interacţionează cu materia din apropiere.
‘’Neutrinii interacţionează rareori cu materia. Detectarea lor în cosmos este (un lucru) uimitor, însă a identifica o posibilă sursă (a acestora) este un triumf’’, a declarat profesor Paul O’Brien, membru al echipei internaţionale de astronomi de la Universitatea din Leicester.
“Acest rezultat ne va permite să studiem cele mai îndepărtate şi puternice surse de energie din univers într-un mod complet nou”, a adăugat el.
Spre deosebire de neutrinii cu nivel ridicat de energie, majoritatea razelor cosmice au o încărcătură electrică ce face ca traiectoriile lor să fie deformate de câmpuri magnetice, ceea ce face imposibilă identificarea originilor lor. Prin contrast, neutrinii nu sunt afectaţi nici măcar de cele mai puternice câmpuri magnetice.
Blazarul despre care se crede că ar fi generat particula neutrino, denumit TXS 0506 + 056, a fost localizat în mai puţin de un minut după ce echipa IceCube a transmis coordonatele pentru observaţii ulterioare către telescoapele din întreaga lume. Capacitatea de a detecta neutrinii cu nivel ridicat de energie va oferi încă o altă fereastră către Univers, au subliniat oamenii de ştiinţă.
Descoperirea senzaţională a celui “de-al doilea mesager”, undele gravitaţionale, numite şi fluctuaţii în spaţiu-timp, a fost anunţată în februarie 2016.
France Cordova, aflată la cârma Fundaţiei Naţionale de Ştiinţe din Statele Unite (US National Science Foundation), instituţie care administrează laboratorul IceCube, a declarat că “era astronomiei multi-mesageri a sosit’’.
“Fiecare mesager, de la radiaţii electromagnetice, unde gravitaţionale şi acum neutrini, ne oferă o înţelegere mai completă a universului şi noi informaţii importante cu privire la cele mai puternice obiecte şi evenimente de pe cer”, a adăugat ea.
Razele cosmice au fost descoperite în 1912 de către fizicianul Victor Hess cu ajutorul unor instrumente utilizate în timpul zborului în balon. Cercetările ulterioare au demonstrat că acestea sunt compuse din protoni, electroni ori nuclee de atomi acceleraţi până la viteze apropiate de cea a luminii.