지하 깊숙이 묻혀 있는 거대한 중성미자 관측소 남극 얼음 지금까지 발견된 포착하기 어려운 입자의 두 번째 외부 은하 소스만 발견했습니다.

결과에서 지난주에 게시 됨 과학, IceCube 협업은 지구에서 약 1068만 광년 떨어져 있는 NGC 47이라는 "활성 은하"에서 중성미자를 감지했다고 보고합니다.

중성미자를 발견하는 방법

중성미자는 다른 어떤 것과도 자주 상호 작용하지 않는 매우 부끄러운 기본 입자입니다. 1950년대에 처음 발견되었을 때 물리학자들은 곧 그들이 어떤 면에서 천문학에 이상적이라는 것을 깨달았습니다.

중성미자는 다른 입자와 거의 관련이 없기 때문에 방해받지 않고 우주를 가로질러 이동할 수 있습니다. 그러나 그들의 수줍음 때문에 감지하기가 어렵습니다. 유용할 만큼 충분히 잡으려면 매우 큰 탐지기가 필요합니다.

바로 여기에서 IceCube가 등장합니다. 2005년부터 2011년까지 86번의 여름 동안 미국의 Amundsen–Scott South Pole Station의 과학자들은 온수 드릴로 얼음에 2.5개의 구멍을 뚫었습니다. 각 구멍의 깊이는 거의 60km, 너비는 약 60cm이며 긴 케이블에 부착된 농구공 크기의 광 탐지기 XNUMX개를 포함합니다.

이것이 중성미자를 감지하는 데 어떻게 도움이 됩니까? 때때로 중성미자는 탐지기 근처의 얼음에서 양성자 또는 중성자와 충돌합니다. 충돌은 뮤온이라는 훨씬 더 무거운 입자를 생성하며, 너무 빨리 이동하여 광 탐지기가 포착할 수 있는 파란색 빛을 방출합니다.

이 빛이 다른 검출기에 도달하는 시기를 측정하여 뮤온(및 중성미자)이 나온 방향을 계산할 수 있습니다. 입자 에너지를 살펴보면 IceCube가 감지하는 대부분의 중성미자는 지구 대기에서 생성된다는 것이 밝혀졌습니다.

그러나 중성미자의 작은 부분은 우주 공간에서 나옵니다. 2022년 현재 먼 우주 어딘가에서 수천 개의 중성미자가 확인되었습니다.

뉴트리노는 어디에서 왔습니까?

눈에 띄는 밝은 점이 나타나지 않고 모든 방향에서 상당히 균일하게 오는 것처럼 보입니다. 이것은 중성미자의 출처가 많이 있음을 의미합니다.

그러나 이러한 출처는 무엇입니까? 활성 은하, 퀘이사, 블레이저, 감마선 폭발과 같은 이국적인 물체가 많이 있습니다.

2018년 IceCube는 지구 방향으로 고에너지 입자 제트를 발사하는 특별한 종류의 은하인 블래자(blazar)라는 최초의 고에너지 중성미자 방출체를 발견했다고 발표했습니다.

TXS 0506+056으로 알려진 블레이저는 IceCube가 단일 고에너지 중성미자를 보고 긴급한 천문학자의 전보를 보낸 후에 확인되었습니다. 다른 망원경들은 TXS 0506+056을 보기 위해 출격했고 동시에 많은 감마선을 방출하고 있음을 발견했습니다.

우리는 블레이저가 양성자를 극한의 속도로 끌어올리는 방식으로 작동하고 이 고에너지 양성자가 다른 가스 및 방사선과 상호 작용하여 감마선과 중성미자를 모두 생성한다고 생각하기 때문에 이치에 맞습니다.

활성 은하

블레이저는 지금까지 발견된 최초의 은하 외부 소스였습니다. 이 새로운 연구에서 IceCube는 두 번째를 확인했습니다.

IceCube 과학자들은 수집한 첫 XNUMX년 동안의 데이터를 재검토하여 중성미자 방향과 에너지를 더 정확하게 측정하기 위해 멋진 새 방법을 적용했습니다.

결과적으로 배경 중성미자 빛의 이미 흥미로운 밝은 부분이 더 선명하게 나타났습니다. 약 80개의 중성미자는 NGC 1068(프랑스 천문학자 Charles Messier가 만든 유명한 77세기 흥미로운 천체 목록의 77번째 항목이므로 M18이라고도 함)이라고 하는 꽤 가깝고 잘 연구된 은하에서 왔습니다.

지구에서 약 47만 광년 떨어진 곳에 위치한 NGC 1068은 매우 밝은 핵을 가진 은하로 알려진 "활성 은하"입니다. 블레자 TXS 100+0506보다 약 056배 더 가깝고, 우리에 대한 각도는 코어에서 나오는 감마선이 먼지에 의해 우리 시야에서 가려진다는 것을 의미합니다. 그러나 중성미자는 행복하게 먼지를 뚫고 우주로 곧장 나아갑니다.

이 새로운 발견은 천체물리학자와 천문학자들에게 NGC 1068 내부에서 정확히 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 풍부한 정보를 제공할 것입니다. 은하의 내부 핵이 어떻게 작동하는지 설명하려는 수백 개의 논문이 이미 있으며 새로운 IceCube 데이터는 중성미자에 대한 정보를 추가합니다. 이러한 모델을 개선하는 데 도움이 됩니다.

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이미지 신용 : NASA / ESA / A. 반 데르 호벤