고 에너지 빔을 우주로 쏘는 은하계의 심장부에있는 거대한 블랙홀에 대한 작가의 인상. 남극에서 발견 된 중성미자는 수십 년 동안 천문학자를 좌절시킨 고 에너지 우주선에 대한 설명을 제공하면서 오리온 (Orion)이라는 별자리에서 블레자 (blazar)로 거슬러 올라간다. 이미지 : DESY, Science Communication Lab
천문학 자의 국제 팀은 40 억 광년 떨어진 "blazar"은하의 심장부에있는 거대한 블랙홀을 돌려 보내는 유령의 중성미자를 추적했다. 발견과 후속 관측은 한 세기 이상 지속 된 신비에 대한 설득력있는 설명을 제공합니다. 고 에너지 우주선의 원천은 지속적으로 깊은 우주에서 지구상으로 비가 내리고 있습니까?
남극 대륙의 IceCube Neutrino 관측소의 초기 탐지와 우주 망원경과 지상 기반 관측소에 의한 동일한 에너지 원으로부터의 고 에너지 조사 결과는 이러한 블랙홀이 우주선 중 적어도 일부를 담당하는 입자 가속기 역할을한다는 것을 보여줍니다.
위스콘신 - 매디슨 대학의 물리학 교수이자 IceCube Neutrino Observatory의 수석 과학자 인 프란시스 할젠 (Frankis Halzen)은 "고 에너지 중성미자와 우주선의 최초의 알려진 원인을 관찰 한 증거는 매력적이다.
이번 주 Science 지에 발표 된 두 논문은 중성미자 검출, 후속 관찰 및 데이터 해석에 대해 논의합니다.
궤도가 자기장의 영향을 받기 때문에 전기적으로 충전 된 우주선 입자의 경로를 추적하는 것은 불가능합니다. 그러나 중성미자는 질량이 거의 없거나 거의 없으며 거의 빛의 속도로 여행하며 전기적으로 충전되지 않고 정상적인 물질과 거의 상호 작용하지 않습니다. 결과적으로 우주를 통과하는 궤적은 자기장이나 가스, 먼지 또는 심지어 행성을 통과하는 영향을받지 않습니다.
결과적으로, 2017 년 9 월 22 일 아문센 스코틀랜드 남극 기지에있는 IceCube 관측소에서 발견 된 중성미자는 오리온의 TXS-0506 + 056 별자리에있는 은하계의 특정 지점까지 거슬러 올라갈 수있었습니다 그것은 지구로부터 약 40 억 광년입니다. 은하계는 알려진 블래 더 (blazar) 다. 즉, 고 에너지 방사선의 쌍둥이 제트기를 보내는 초 거대한 블랙홀을 가진 하나의 블레이저이다. 그 중 하나는 지구를 겨냥한다.
블레어는 중성미자와 감마선을 발생시켜 적어도 하나의 우주선을 설명 할 수 있다고 생각됩니다. 이미지 : IceCube / NASA
중성미자가 IceCube 감지기 또는 그 근처에서 원자핵과 충돌했을 때 전자기 스펙트럼을 가로 질러 여러 번 검색하는 천문학적 인 지역 사회에 자동 경고가 나왔습니다. NASA의 Fermi 감마선 망원경은 얼음 큐브 (IceCube) 소스의 0.06도 내에서 블라자로부터 더 높은 활동을 탐지 한 최초의 사람입니다. 광학, 라디오 및 X- 레이 파장에서 작동하는 다른 계측기도 탐지를 수행했습니다.
페르미 대 면적 망원경 협조 조정관 인 레지나 카푸 토 (Resina Caputo)는 "페르미는 10 년 동안 약 2 천개의 블레이저를 모니터링 해왔다.이 블래 더를 중성미자 소스로 식별 할 수 있었던 방법이다. "고 에너지 감마선은 가속 전자 또는 양성자 중 하나에 의해 생성 될 수있다. 양성자 상호 작용의 특징 인 중성미자의 관찰은 블랙홀에 의한 양성자 가속화의 최초의 확실한 증거입니다. "
할젠 (Halzen)은 "우주의 중성미자를 생성하기 때문에 우주 광선의 근원을 적어도 하나는 찾아 냈습니다. 중성미자는 분열의 산물입니다. 그들을 생산하기 위해서는 양성자 가속기가 필요합니다. "
우주선은 대부분 빠르게 움직이는 양성자로 이루어져 있으며 거대한 에너지로 가속되어 세계에서 가장 강력한 원자 흡충 장치 인 대형 Hadron Collider에서 연구 된 입자의 펀치를 최대 100 배까지 압축합니다. 이론은 중성미자 방출이 감마 방사선을 동반 할 것이라고 예측하지만, 블레 넘이 그러한 극단적 인 에너지에 그러한 입자를 어떻게 밀어 올릴 수 있는지에 관한 많은 질문이 남아있다.
그러나 IceCube 감지 기능은 우주에서 새로운 창을 열 것을 약속합니다.
"IceCube와 같은 중성미자 검출기와 협력하여 다양한 파장을 사용하여 발견 할 수있는 망원경을 세계적으로 정렬 할 수있는 능력은 과학자들이 다중 천문학 천문학 (multimessenger astronomy)이라고 부르는 이정표를 나타냅니다."라고 Halzen은 말했습니다.
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