Haamupartikkeli jäljitetty 11 miljardin valovuoden päässä olevaan tähtiä muodostavaan galaksiin

Tähtitieteilijät ovat yhdistäneet Etelämantereen IceCube-observatorion havaitseman korkeaenergiaisen neutriinon kaukaisessa, pölyisessä galaksissa 11 miljardin valovuoden päässä tapahtuneeseen ilmiöön – löydös haastaa pitkään vallinneet oletukset maailmankaikkeuden vaikeimmin havaittavien hiukkasten alkuperästä.

Haamupartikkeli löytää kodin

Nature Astronomy -lehdessä 17. kesäkuuta julkaistussa tutkimuksessa kansainvälinen ryhmä, jota johti Yuji Urata taiwanilaisesta MITOS Science Co:sta, tunnisti erittäin kirkkaan galaksin JCMT0402−0424 (lempinimeltään "Shadow Blaster") mahdolliseksi lähteeksi yhdelle IceCuben havaitsemista korkeaenergiaisista neutriinoista. Galaksi sijaitsee "kosmisena keskipäivänä" – aikakautena noin 11 miljardia vuotta sitten, jolloin maailmankaikkeuden tähdenmuodostus oli huipussaan – ja se loistaa infrapuna-alueella biljoonia kertoja aurinkoa kirkkaammin.phys+1

Havaijin Maunakealla sijaitsevan Gemini North -teleskoopin ja Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) -teleskoopin havaintojen avulla tutkijat määrittivät, että galaksin valtava energiantuotto johtuu kokonaan intensiivisestä tähdenmuodostuksesta. Ratkaisevaa oli, ettei ryhmä löytänyt todisteita aktiivisesta galaksiytimestä – ruokailevasta supermassiivisesta mustasta aukosta – joka pyörittäisi järjestelmää.nao+1

Tähdenmuodostus kosmisena kiihdyttimenä

Löydös kumoaa vallitsevan näkemyksen, jonka mukaan korkeaenergiaiset neutriinot olisivat peräisin aktiivisten mustien aukkojen ympäristöistä. Aiemmat IceCube-tulokset olivat viitanneet aktiivisiin galakseihin, kuten NGC 1068, neutriinojen lähteinä. Shadow Blaster viittaa toisenlaiseen mekanismiin: pelkät tähden syntyyn liittyvät rajuilmiöt – supernovat, tähtituulet ja tiheän kaasun läpi kulkevat shokkiaallot – voivat kiihdyttää kosmisia säteitä niin korkeisiin energioihin, että ne tuottavat neutriinoja.attheu.utah+2

"Jos se vahvistetaan, Shadow Blaster olisi ensimmäinen koskaan tunnistettu yksittäinen pölyinen tähdenmuodostusgalaksi, joka on suoraan yhdistetty korkeaenergiaisen neutriinon tapahtumaan", tutkijat totesivat.courthousenews

Vaikutukset neutriinotaustaan

Ryhmä arvioi, että Shadow Blasterin kaltaiset tiiviit, kaasupitoiset tähdenmuodostusgalaksit voisivat selittää noin 20 prosenttia siitä hajanaisesta korkeaenergiaisesta neutriinotaustasta, jonka IceCube on mitannut huuhtovan maapalloa kaikista suunnista. Tämä yhdistää neutriinojen tuotannon kosmisen tähdenmuodostuksen huippukauteen ja avaa tutkijoiden mukaan uuden tavan tutkia galaksien kehitystä neutriinoastronomian avulla.nature+2

Tuloksesta ilmoittivat yhdessä Gemini Northia operoiva NOIRLab ja ALMA-yhteistyötä hallinnoiva Japanin kansallinen tähtitieteellinen observatorio.nao+1