Akdeniz’in derinliklerinde çalışan bir nötrino dedektörü, şimdiye kadar tespit edilen en enerjik kozmik nötrinoyu yakaladı. Araştırmacılar bu parçacığın kaynağını araştırırken, yeni bir çalışma olası kaynağın uzak galaksilerdeki blazarlar olabileceğini gösteriyor.
13 Şubat 2023’te, Sicilya açıklarında denizin derinliklerine yerleştirilen KM3NeT/ARCA adlı gözlemevi yaklaşık 220 petaelektronvolt (PeV) enerjiye sahip bir nötrino tespit etti. Bu değer, daha önce gözlemlenen yüksek enerjili nötrinoların enerjisinden daha yüksek.
Nötrinolar maddeyle çok zayıf etkileşen ve evrende neredeyse engellenmeden yol alabilen parçacıklar. Bu özellikleri nedeniyle kaynaklarını belirlemek oldukça zor.
Aktif galaksi çekirdekleri mercek altında
KM3NeT Collaboration tarafından yürütülen ve sonuçları Journal of Cosmology and Astroparticle Physics dergisinde yayınlanan çalışmada, olası kaynaklardan biri olarak blazarlar incelendi. Blazarlar, merkezlerinde süper kütleli kara delik bulunan ve Dünya’ya doğru yönelmiş güçlü plazma jetleri yayan aktif galaksi çekirdekleri.
Araştırmacılar, bu tür gökcisimlerinden oluşan bir popülasyonu modellemek için AM3 adlı açık kaynaklı bir simülasyon yazılımı kullandı. Modelde blazarların manyetik alanı, yayım bölgesinin büyüklüğü gibi birçok parametre daha önceki gözlemlerden alınan değerlere sabitlendi. Buna karşılık iki kritik değişken özellikle incelendi: protonların elektronlara göre taşıdığı enerji miktarını ifade eden “baryonik yük” ve proton enerjilerinin dağılımını belirleyen spektral indeks.
Simülasyonlara göre, çok sayıda blazardan gelen nötrinoların oluşturduğu bir nötrino akışı böyle bir olayın kaynağı olabilir. Bu senaryoda nötrino, tek bir patlama veya parlama gibi saptanabilir bir olaydan değil, çok sayıda uzak kaynağın ortak katkısından doğmuş olabilir.
Araştırmacılar ayrıca sonuçlarını diğer büyük gözlemevlerinin verileriyle karşılaştırdı. Antarktika’daki IceCube Neutrino Observatory nötrino gözlemevi ve yörüngedeki Fermi Gamma-ray Space Telescope tarafından elde edilen veriler de modele dahil edildi. Önerilen model, hem nötrino gözlemleriyle hem de Fermi’nin ölçtüğü kozmik gama ışını arka planıyla uyumlu görünüyor.
Bununla birlikte bilim insanları kesin bir sonuca ulaşmak için daha fazla gözleme ihtiyaç olduğunu vurguluyor. Çünkü KM3NeT dedektörü hala inşa aşamasında ve nötrinonun tespit edildiği sırada sistemin yalnızca yaklaşık yüzde 10’u aktifti.
Dedektör tamamen tamamlandığında, araştırmacılar ultra yüksek enerjili nötrinoların kökenine dair çok daha güçlü istatistiksel analizler yapabilecek. Eğer bu parçacıkların gerçekten blazarlardan geldiği doğrulanırsa, bu gökcisimlerinin parçacıkları evrende şimdiye kadar düşünülenden çok daha yüksek enerjilere kadar hızlandırabildiği anlaşılabilir.