Skrivnostni delci naslikali našo galaksijo

Našo Galaksijo smo skušali slikati v različnih valovnih dolžinah svetlobe, ki jo oddaja. Zdaj pa so raziskovalci postregli s posnetkom Galaksije, popolnoma drugačnim od vsega videnega do zdaj. Gre za portret, ki so ga sestavili s pomočjo snovi in ne elektromagnetnega valovanja. S pomočjo detektorja, postavljenega sredi najbolj ledene celine, so ujeli izmuzljive delce – nevtrine, določili njihov izvor in sestavili podobo našega galaktičnega doma.

Zgornja slika je slika naše galaksije v vidni svetlobi. Spodnja slika pa je slika na osnovi nevtrinov. FOTO: IceCube Collaboration/U.S. National Science Foundation (Lily Le & Shawn Johnson)/ESO (S. Brunier)  

Nevtrini so najlažji med znanimi osnovnimi delci, dolgo časa so menili, da mase sploh nima. Nevtrini lahko nastanejo ob razpadu jeder v jedrskem reaktorju, v vesolju pa, ko eksplodira zvezda ali pa ko kozmični žarki trčijo ob okoliško snovjo. Nevtrini interegirajo le s šibko jedrsko silo, ne pa z močno in elektromagnetno, zato je njihova pot skozi prostranstva vesolja premočrtna. Skozi navadno snov švignejo praktično neopazno, prav zdaj, kot to berete, je verjetno kak nevtrino švignil skozi vaše telo. Nevtrine je tako zelo težko zaznati, a iznajdljivi raziskovalci so leta 2010 v bližini raziskovalne postaje na Antarktiki zgradili IceCube (ledena kocka) – poseben observatorij za nevtrine z več kot pet tisoč optičnimi senzorji, vstavljenimi v kubični kilometer ledu. Le tako zelo velik observatorij lahko lovi tako zelo majhne delce.

Laboratorij IceCube na Antarktiki. FOTO: Marc Jacquart, IceCube/NSF/Reuters

Poleg tega pa je te izmuzljivčke še težko ločiti od drugih nenavadnih delcev, izvirajočih iz vesolja. Še težje pa je določiti, od kod izvirajo. Vendar ustvarja se vzorec, nekateri viri svetlobe so zelo jasni in raziskovalci lahko vendarle določijo, od kod je nevtrino priletel. Ta lahko pripotuje od zelo zelo daleč stran – lani so denimo zaznali delec, ki je priletel iz galaksije, ki je od nas oddaljena 47 milijonov svetlobnih let.

Tokrat so torej določevali lokacije nevtrinov v naši galaksiji in izrisal se je sledeči zemljevid. »Spomnim se reči, da smo v človeški zgodovini mi prvi, ki smo videli galaksijo v čemerkoli drugem kot v svetlobi,« je poudaril fizičarka Naoko Kurahashi Neilson z univerze Drexel, ki je predlagala uporabo inovativnega računalniškega modeliranja, da so generirali to fotografijo. Z dvema doktorandoma Stevom Sclafanijem in Mircom Hünnefeldom je dve leti natančno testirala in preverjala algoritem, ki je s pomočjo strojnega učenja določal pozicije nevtrinov.