Badania na Antarktydzie ujawniają tajemnice czarnych dziur

Na Antarktydzie zaobserwowano mrugnięcie światła głęboko pod lodową powierzchnią. I chociaż samo zjawisko nie jest czymś niezwykłym, to w tym wypadku, pochodzenie błysku zaskoczyło naukowców. Mrugnięcie światła zaobserwował detektor o nazwie IceCube, który wyszukuje neutriny w antarktycznym lodzie.

Neutriny to cząsteczki subatomowe, które mogą przechodzić przez mile materii stałej. Powstaje w wyniku rozpadu jądrowego zachodzącego w akceleratorze cząstek.Jednak, ten konkretny błysk zaobserwowany na Antarktydzie był spowodowany przemieszczeniem się neutriny o energii ok. 290 bilionów woltów elektronowych. To ponad 40 razy więcej energii niż wytwarza najlepszy akcelerator cząstek na świecie.

I chociaż neutrino zostało zauważone we wrześniu 2017, to dopiero niedawno udało się ustalić skąd pochodziło. Badania potwierdziły, że niezwykła cząsteczka pochodziła z kosmosu. Naukowcy ustalili, że neutrino z tak dużą ilością energii może być wytworzone tylko w niezwykle energetycznych wydarzeniach astronomicznych, takich jak wybuch supernowej lub silną emisję pól magnetycznych otaczających czarną dziurę.

Korzystając ze wskazówek kierunkowych dostarczonych przez IceCube, astronomowie skierowali swoje teleskopy do odpowiedniego regionu nieba i zobaczyli blazar (typ galaktyki, której widmo promieniowania skierowane jest pod niewielkim kątem w stronę obserwatora) o nazwie TXS 0506 + 056.

Po ustaleniu pochodzenia neutrina widzianego w IceCube naukowcy próbowali zrozumieć, w jaki sposób neutrino mogło zostać wygenerowane. Badacze założyli, że neutriny pochodzą z pola magnetycznego otaczającego czarną dziurę będącej w centrum galaktyki TXS 0506 + 056.

Do wytworzenia cząsteczki neutrino niezbędne są protony, co pozwoliło potwierdzić, że galaktyki blazarowe muszą zawierać zarówno elektrony jak i protony. Wcześniejsze modele galaktyk zakładały, że światło, które do nas dociera pochodzi jedynie z elektronów. Badacze wciąż próbują ustalić, jak doszło do wytworzenia się neutrino, które dotarło na Antarktydę.

Czy doszło do zderzenia protonów z dwóch czarnych dziur, które mogą znajdować się w galaktyce? Czy to strumień pojedynczej czarnej dziury zmienił się na tyle, by doprowadzić do zderzenia protonów?

Chociaż nie wszystkie tajemnice udało się rozwiązać, to okrycie uświadomiło naukowcom, że odpowiedzi na zagadki kosmosu mogą być znalezione również dzięki badaniom prowadzonym na Ziemi.