Neutriner i IceCube ser ut att komma från en blazar

Konstnärs målning av hur strålen av partiklar från en blazar skulle se ut (credit: DESY)

Det finns i kosmos naturliga partikelacceleratorer med närmast ofattbar kapacitet. I den kosmiska strålningen (som faktiskt utgörs av protoner och atomkärnor, inte strålar) har enskilda partiklar energier upp till 
10^20 elektronvolt, miljontals gånger högre än protonerna i CERNs 
LHC-accelerator. Det måste alltså finnas enormt kraftfulla acceleratorer 
i universum, men hur och var accelerationen äger rum har länge varit ett mysterium. Man har hoppats att neutrinoteleskop ska kunna ge svar på frågor om detta, och därigenom nya insikter om universums mest extrema processer. I Sverige har därför forskargrupper vid Stockholms och Uppsala universitet varit intensivt engagerade i neutrinoobservatoriet IceCube sedan designstadiet åren efter sekelskiftet.

Under det gångna året gjordes ett betydande framsteg i sökandet efter de 
mystiska källorna till partikelstrålningen: IceCube-kollaborationen 
tillkännagav att man detekterat neutriner med hög energi med en riktning 
som sammanfaller med en ljusstark galax som flammat upp i stjärnbilden 
Orion. IceCube-detektorn är nedsänkt till ett djup av 2,5 km i isen vid 
den geografiska sydpolen i Antarktis. Den registrerar ljus 
(Tjerenkovstrålning) som bildas efter att neutriner reagerat i isen. 
Neutriner med hög energi förväntas bildas tillsammans med den kosmiska 
strålningen när en del av de accelererade protonerna reagerar med 
omgivningen vid källan. Neutrinerna växelverkar bara svagt med materia 
och är därför svårare att detektera än kosmisk strålning, men de böjs å 
andra sidan inte av i magnetfälten på väg hit och pekar därför tillbaka 
mot platsen där de bildats.

IceCube Laboratoriet vid Syd Polen (credit: Sven Lidström / NSF)


Den 22 september 2017 deteketerade IceCube en neutrino med en uppskattad 
energi av 300 teraelektronvolt, som såg ut att komma från galaxen TXS 
0506+056. Detta är en ovanlig typ av galax, en s.k. blazar, där en 
gigantisk stråle av partiklar från galaxens centrum pekar direkt mot 
oss. Neutrinon anlände vid en tidpunkt då blazaren var aktiv i 
gammastrålning, vilket registrerats av Fermi-satelliten. En mängd andra 
teleskop följde upp med observationer, och ytterligare analys av 
IceCube-data visade dessutom på en period av neutrino-emission under 
några månader 2014-2015, då ungefär ett dussin neutriner observerades 
från samma riktning, utöver den förväntade bakgrunden.

Redan 2013 tillkännagav IceCube att man upptäckt ett kosmiskt flöde av 
neutriner som når oss från alla riktningar. Storleken på detta flöde 
stämmer överens med förväntningarna baserade på den uppmätta 
intensiteten hos den kosmiska strålningen. Man kunde emellertid inte 
identifiera enskilda källor, vilket betyder att de är många, med ett 
litet bidrag från var och en. Att det nu varit möjligt att koppla 
högenergineutriner till TXS 0506+056 innebär den starkaste indikationen 
så här långt att aktiva galaxer i allmänhet, och blazarer i synnerhet, 
accelererar några av de mest högenergetiska partiklarna i universum.

Share on FacebookShare on Google+Tweet about this on TwitterEmail this to someone

Kommentarer inaktiverade.