پل ام. ساتر یک اخترفیزیکدان در SUNY Stony Brook and the Flatiron Institute، میزبان برنامه "از یک فضانورد بپرس" و "رادیو فضایی، "و نویسنده"چگونه در فضا بمیریم" ساتر در این مقاله مشارکت داشت صدای خبره Space.com: Op-Ed & Insights.
کیهان مکان بسیار شلوغی است، با ستارگان در حال انفجار، سیاهچاله‌ها که مواد مصرف می‌کنند و تشعشعات پرانرژی فراوانی دارد. برخی از این رویدادها در زمین به صورت نوترینوهای پرانرژی، ذرات شبح مانندی که به ندرت با ماده عادی برهمکنش می‌کنند، ظاهر می‌شوند. هنوز دیگران به عنوان نشان می دهند انفجار رادیویی سریع (FRB) که فلاش های کوتاه اما شدید انرژی رادیویی هستند.
ستاره شناسان منبع بالاترین انرژی را نمی دانند نوترینوها، و منشاء FRB ها نیز به خوبی درک نشده است. دانستن اینکه آیا نوترینوها و FRB ها از یک مکان در آسمان آمده اند، به توضیح منشأ هر دو کمک می کند.
اما افسوس که اینطور نیست، زیرا تحقیقات جدید پتوی خیس را بر روی امیدهای برقراری ارتباط می اندازد.
مربوط: همه باریون ها کجا رفتند؟
ذرات مرده را می بینم
نوترینوها برخی از رایج ترین ذرات در جهان هستند. در واقع، با خواندن این مطلب، در هر ثانیه چند تریلیون از بدن شما عبور می کند. اما نه تنها آنها سبک ترین ذرات شناخته شده هستند، بلکه به ندرت با ماده معمولی برهم کنش می کنند.
به برخی از بزرگترین سازهای ما نیاز دارد تا تشخیص نوترینوها. و منظورم بزرگ است، مانند آرایه IceCube در قطب جنوب تاسیسات IceCube که در نزدیکی قطب جنوب جغرافیایی قرار دارد، شامل ده‌ها رشته آشکارساز است که در ورقه یخ فرو رفته‌اند. هنگامی که نوترینوی کمیاب با یک مولکول آب برخورد می کند، فلاش نوری تولید می کند که آشکارسازها می بینند.
بین سال‌های 2008 و 2018، تیم IceCube بیش از 11 میلیون حمله نوترینو را گزارش کرد. اکثریت قریب به اتفاق از انرژی نسبتاً کم برخوردار بودند، اما بخش کوچکی از آن انرژی‌های فوق‌العاده بالایی داشتند - برخی از بالاترین انرژی‌هایی که تاکنون در هر ذره‌ای ثبت شده است.
به نظر می رسد که این نوترینوها از سرتاسر آسمان آمده اند و این نشان می دهد که منشاء خارج از کهکشانی دارند. (در غیر این صورت، آنها تمایل دارند در داخل هواپیما بمانند راه شیری.) از آنجایی که نوترینوها واقعاً با هیچ چیز دیگری تعامل ندارند، آنها در خطوط مستقیم حرکت می کنند، به این معنی که جهتی که از آن می آیند واقعاً جهت منشأ آنها است (برخلاف پسرعموهای آنها، پرتوهای کیهانی، که توسط میدان های مغناطیسی منحرف می شوند).
با وجود آن میلیون ها کشف، نوترینوهای پر انرژی به نظر نمی رسد با نوع خاصی از کهکشان یا مکان در آسمان مرتبط باشد. مطمئناً، برخی از فرآیندهای پرانرژی آنها را تولید می کند، اما دقیقاً مشخص نیست که چیست.
مربوط: ردیابی یک نوترینو به منبع آن: کشف در تصاویر
سریعترین انفجار در غرب
FRB ها واقعا مرموز هستند. آنها برای اولین بار در سال 2007 شناسایی شدند، آنها برخی از شدیدترین فرآیندهای جهان را نشان می دهند که می توانند مقدار زیادی انرژی را به طیف رادیویی تخلیه کنند و خود رویدادها بیش از یک ثانیه طول نکشند. آزمایش نقشه برداری شدت هیدروژن کانادا (CHIME) همکاری کاتالوگی از نزدیک به 500 FRB تولید کرده است که تنها 18 مورد از آنها تکرار شده اند.
اخیرا، ستاره شناسان ارتباط بین یک رویداد FRB و یک مگنتار را مشاهده کردند - یک آهنربا بسیار مغناطیسی که به سرعت می چرخد. ستاره نوترونی - اشاره به منشا بالقوه اما این تنها یک مشاهده است، و ما به کار بسیار بیشتری برای کشف منشاء همه FRB ها نیاز داریم.
به زبان ساده، اگر FRB ها از همان مکان هایی در آسمان که نوترینوهای پرانرژی هستند، بیایند واقعاً عالی خواهد بود. از آنجایی که ما منابع نهایی هیچ کدام را به طور کامل درک نمی کنیم، یک همبستگی سرنخ عظیمی خواهد بود. به عنوان مثال، اگر مگنتارها واقعاً منشأ همه FRBها باشند و نوترینوهای پرانرژی از همین جهت آمده باشند، این شواهد قوی خواهد بود که مگنتارها مسئول تولید رویدادهای پرانرژی-نوترینو نیز هستند.
یک پازل شکسته
حیف که آنها این کار را نمی کنند. در مقاله ای که اخیراً در پایگاه داده پیش چاپ arXiv منتشر شد، شانتانو دسای، ستاره شناس موسسه فناوری هند حیدرآباد، رابطه بین میلیون ها نوترینو و صدها FRB موجود در کاتالوگ های عمومی را بررسی کرد.
دسای تعداد زیادی از منابع تصادفی را پیدا کرد، جایی که یک FRB در فاصله 3 درجه از یک نوترینو قرار داشت. (3 درجه دلخواه است - اما به عدم قطعیت اندازه گیری ها نزدیک است، بنابراین به طور منطقی واجد شرایط "نزدیک" است.) سپس دسای این عدد را با تعداد FRB هایی که هیچ همراه نوترینویی نداشتند مقایسه کرد.
به نظر می‌رسد که FRBها به احتمال زیاد نزدیک یک نوترینوی پرانرژی نیستند تا دور از یک نوترینویی، که نشان می‌دهد هیچ ارتباطی وجود ندارد.
این بدان معناست که هر چیزی که FRB تولید می کند بعید است همان فرآیندی باشد که نوترینوهای پرانرژی تولید می کند. همچنین به این معنی است که اخترشناسان کارهای بسیار بیشتری برای انجام دادن دارند.
ما را دنبال کنید در توییتر @Spacedotcom و در فیس بوک.