Částice duchů vystopována ke galaxii tvořící hvězdy vzdálené 11 miliard světelných let

Astronomové propojili vysokoenergetické neutrino detekované observatoří IceCube v Antarktidě se vzdálenou galaxií plnou prachu, která se nachází 11 miliard světelných let daleko – jde o zjištění, které zpochybňuje dlouholeté předpoklady o tom, odkud pocházejí nejprchavější částice vesmíru.

Částice duchů našla domov

Ve studii publikované 17. června v časopise Nature Astronomy identifikoval mezinárodní tým vedený Yuji Uratou ze společnosti MITOS Science Co. na Tchaj-wanu extrémně svítivou galaxii katalogizovanou jako JCMT0402−0424, přezdívanou „Shadow Blaster“, jako kandidátský zdroj jednoho z vysokoenergetických neutrin detekovaných observatoří IceCube. Galaxie, která se nachází v období „kosmického poledne“ – epochy zhruba před 11 miliardami let, kdy tvorba hvězd ve vesmíru dosáhla vrcholu – září v infračerveném spektru bilionkrát vyšší svítivostí než Slunce.phys+1

Pomocí dalekohledu Gemini North na Maunakea na Havaji a následným pozorováním pomocí soustavy Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) vědci zjistili, že obrovský energetický výkon galaxie je poháněn výhradně intenzivní tvorbou hvězd. Klíčové je, že tým nenašel žádné důkazy o aktivním galaktickém jádru – krmící se supermasivní černé díře – které by systém pohánělo.nao+1

Tvorba hvězd jako kosmický urychlovač

Toto zjištění vyvrací převládající názor, že vysokoenergetická neutrina musí pocházet z prostředí kolem aktivních černých děr. Předchozí výsledky IceCube poukazovaly na aktivní galaxie, jako je NGC 1068, jako na zdroje neutrin. Shadow Blaster naznačuje jiný mechanismus: samotné bouřlivé procesy zrodu hvězd – supernovy, hvězdné větry a rázové vlny procházející hustým plynem – mohou urychlit kosmické záření na energie dostatečně vysoké k produkci neutrin.attheu.utah+2

„Pokud se to potvrdí, Shadow Blaster by byla vůbec první jednotlivou prašnou galaxií tvořící hvězdy, která je přímo spojena s událostí vysokoenergetického neutrina,“ uvedli vědci.courthousenews

Důsledky pro neutrinové pozadí

Tým odhaduje, že kompaktní galaxie s překotnou tvorbou hvězd bohaté na plyn, jako je Shadow Blaster, by mohly tvořit zhruba 20 procent difuzního pozadí vysokoenergetických neutrin, které IceCube naměřila, jak omývá Zemi ze všech směrů. To spojuje produkci neutrin s vrcholnou epochou kosmické tvorby hvězd a otevírá to, co autoři popisují jako novou cestu ke zkoumání vývoje galaxií pomocí neutrinové astronomie.nature+2

Výsledek společně oznámily NOIRLab, která provozuje Gemini North, a Národní astronomická observatoř Japonska, která spolupravuje ALMA.nao+1