Samanyolu’nun bir “hayalet parçacığının” ilk görüntüsünü yakaladılar

semaver

New member
Science dergisinde yayınlanan habere göre, bilim adamları çok sayıda var olan ancak normalde Dünya’dan fark edilmeden geçen görünmez “hayalet parçacıklar” olan binlerce nötrinonun galaktik kökenini belirleyerek Samanyolu’nun benzersiz bir şekilde farklı bir resmini ortaya çıkardılar. Türünün ilk örneği olan bu görüntü, elektromanyetik enerji yerine madde parçacıklarıyla yapılmış bir galaktik portre.


Görünür yıldız ışığından radyo dalgalarına kadar Samanyolu, yaydığı elektromanyetik radyasyonun çeşitli frekansları aracılığıyla uzun süredir gözlemlenmektedir. Şimdi, Güney Kutbu topraklarında Antarktika’daki NSF Amundsen-Scott İstasyonu’ndaki IceCube Nötrino Gözlemevi’ni kullanan araştırmacıların işbirliği sayesinde bu atılım mümkün oldu.

Devasa gözlemevi, bir kilometreküp bozulmamış, şeffaf buzun derinliklerine gömülü binlerce ağa bağlı sensör kullanarak uzaydan gelen ince yüksek enerjili nötrino sinyallerini tespit ediyor.

Drexel Üniversitesi’nden bir fizikçi olan Naoko Kurahashi Neilson, Drexel’den Steve Sclafani Doktora programından iki öğrencisiyle birlikte olduğu ana atıfta bulunarak, “İnsanlık tarihinin bu noktasında, galaksimizi ışıktan farklı bir şekilde ilk gören biziz” diye açıklıyor. , ABD ve Almanya Dortmund Teknik Üniversitesi’nden Mirco Hünnefeld, görüntüyü ilk olarak inceledi.


Teknolojiden bilime



Kurahashi Neilson, görüntüyü oluşturmak için kullanılan yenilikçi hesaplamalı analizi önerdi ve NSF’nin Fakülte Erken Kariyer Geliştirme programından bir hibe yoluyla fikrini gerçekleştirmek için fon aldı.

NSF’nin fizik bölümünün direktörü Denise Caldwell, “Genellikle olduğu gibi, teknolojideki ilerlemeler büyük bilimsel atılımları mümkün kılıyor” diyor. Son derece hassas IceCube dedektörünün sunduğu olanaklar, yeni veri analiz araçlarıyla birlikte, “galaksimiz hakkında şimdiye kadar yalnızca ima edilen tamamen yeni bir görüş sağladı” diye ekliyor.



Güney Kutbu’ndaki Antarktika’daki Amundsen-Scott İstasyonu’nda bulunan IceCube Lab teleskop tesislerinin genel görünümü.


Reuters





“Bu yetenekler geliştirilmeye devam ettikçe,” diye devam ediyor bu bilim adamı, “galaksimizin insanlık tarafından daha önce hiç görülmemiş gizli özelliklerini potansiyel olarak ortaya çıkaran bu görüntünün çok daha yüksek çözünürlükte ortaya çıktığını görmeyi bekleyebiliriz.” Wisconsin-Madison Üniversitesi’nden fizikçi ve IceCube Baş Araştırmacısı Francis Halzen, “İlginç olan şey, herhangi bir dalga boyundaki ışığın aksine, nötrinolarda evrenin kendi galaksimizdeki yakın kaynakları gölgede bırakmasıdır” diyor.


kökeni bul



Yakalanması zor nötrinoları tespit etme ve onları diğer yıldızlararası parçacık türlerinden ayırt etme zorluğunun ötesinde, kökenlerini belirlemeye yönelik daha da iddialı bir hedef var. Nötrinolar IceCube’ün altındaki buzla etkileşime girdiğinde, bu nadir karşılaşmalar, IceCube’ün algılayabildiği soluk ışık desenleri üretir.

Bazı ışık desenleri oldukça yönlüdür ve gökyüzünün belirli bir alanını açıkça işaret ederek araştırmacıların nötrinoların kaynağını belirlemesine olanak tanır. Bu etkileşimler, 2022’de 47 milyon ışıkyılı uzaklıktaki başka bir galaksiden gelen nötrinoların keşfinin temelini oluşturdu.

Kurahashi Neilson, diğer etkileşimlerin çok daha az yönlü olduğunu ve şeffaf buzda “basamaklı ışık topları” ürettiğini açıklıyor. IceCube meslektaşları Sclafani ve Hünnefeld, IceCube tarafından 10 yıl boyunca kaydedilen 60.000’den fazla nötrino kaynaklı ışık kaskadının göreli konumunu, boyutunu ve enerjisini karşılaştıran bir makine öğrenimi algoritması geliştirdiler.

Üç araştırmacı, nötrino tespitlerini simüle eden yapay verilerle algoritmalarını titizlikle test etmek ve doğrulamak için iki yıldan fazla zaman harcadı. Sonunda IceCube tarafından sağlanan gerçek verileri algoritmaya yüklediklerinde, sonuç, Samanyolu’nda nötrino yaydığından şüphelenilen yerlere karşılık gelen parlak noktaları gösteren bir görüntü oldu.


doğrulanmış hipotez



Bunlar, gözlemlenen gama ışınlarının, teorik olarak nötrino üretmesi gereken kozmik ışınlar ile yıldızlararası gaz arasındaki çarpışmaların yan ürünleri olduğu düşünülen yerlerdi. Sclafani, “Şu anda homolog bir nötrino ölçüldü, bu da galaksimiz ve kozmik ışınların kaynakları hakkında bildiklerimizi doğruluyor” diye vurguluyor.

On yıllar boyunca bilim adamları, evreni gözlemlemek için kullanılan yöntemleri genişleterek sayısız astronomik keşif ortaya çıkardılar. Bir zamanlar radyo astronomisi ve kızılötesi astronomi gibi devrim niteliğindeki ilerlemelere, yerçekimi dalgaları ve şimdi nötrinolar gibi fenomenleri kullanan yeni bir gözlem teknikleri sınıfı katıldı.

Kurahashi Neilson, Samanyolu’nun nötrino temelli görüntüsünün bu keşif silsilesinde bir başka adım olduğunu söylüyor. Nötrino astronomisinin, evrenin şimdiye kadar bilinmeyen yönlerini ortaya çıkarana kadar, kendisinden önceki yöntemler gibi rafine edileceğini tahmin ediyor.