Loni v únoru se na dně oceánu stalo něco zvláštního. Hluboko pod Středozemním mořem.
Vědci objevili neutrina. A ne ledajaká, ale nejvýkonnější neutrina, která kdy byla zaznamenána. Na Zemi dorazili 13. února 2003 a cestovali téměř rychlostí světla. Několik kilometrů po proudu KM3NeT detekoval mion.
Jeho energie byla obrovská – dvacet dva milionů miliard elektronvoltů. Abychom pochopili, jak je to velké: reprodukovat takovou energii v laboratoři by vyžadovalo adaptér rovný obvodu Země. Velký hadronový urychlovač by ve srovnání s tím vypadal jako hračka.
Ale odkud se vzal?
“Existuje několik možných vysvětlení původu tohoto neutrina,” řekl Meriem Bendaman z týmu KM3NeT. “Například…neutrina mohou pocházet z různých zdrojů, jako jsou blazary.”
Blazars. Jedná se o předního kandidáta na roli zdroje neutrin.
Kosmický zdroj
Představte si kvasar. Věděli jste o jasném jádru vzdálené galaxie, supermasivní černé díře, která se živí hvězdami a plynem a vyzařuje záření do vesmíru? Nyní si představte, že tento zdroj míří přímo na nás. Tohle je blazar.
Kvazary obvykle vyzařují světlo do stran. A blazary směřují své záření přímo na nás.
Toto neutrino nebylo jediným takovým případem. Jeho energie byla ale mnohem vyšší než v předchozích případech. Proč je to důležité? Protože najít zdroj neutrina je jako být detektivem na místě činu bez svědků.
Jedna zvláštní věc je, že obvykle, když je tato úroveň energie produkována z jediného zdroje – jako je supernova nebo hvězdná erupce – vzniká také světlo. Rádiové vlny, rentgenové záření, gama záření. Signály v různých spektrálních rozsazích.
Ale v těchto rozsazích nebyly žádné signály.
“To nás vede ke spekulacím… že zdrojem neutrin by mohl být nějaký druh blazaru,” vysvětlil Bendaman. Ne jeden výbuch, ale mnoho zdrojů, které dohromady vytvářejí tento efekt.
Simulace
Tým musel tento jev nasimulovat. Potřebovali najít model, který by vysvětlil tak obrovskou energii neutrin, aniž by porušil jiné fyzikální zákony. Zejména nemohli překročit limity gama záření stanovené satelitem Fermi a nemohli ignorovat absenci podobných signálů v IceCube v Antarktidě nebo v nedokončené síti KM3NeT poblíž Sicílie.
Změnili několik parametrů: magnetická pole, meze zrychlení částic. Vzali také v úvahu množství energie, kterou nesou protony ve srovnání s elektrony.
Výpočty potvrdily správnost modelování.
Skupina blazarů by mohla být zdrojem neutrin. To odpovídá údajům. Tomu odpovídají i limity gama záření. To vysvětluje vzácnost takových událostí.
Takže jsme našli zdroj neutrin?
Vlastně ne. Model ukazuje, že blazary mohou být zdrojem neutrin, ale to nedokazuje, že tento konkrétní blazar je zdrojem. To jen ukazuje, že tyto černé díry jsou schopny vyzařovat více energie, než jsme si mysleli.
Potřebujeme více dat. Zatím námi neutrina stále procházejí – 100 bilionů za sekundu. A vzácné blazary zůstávají neobjevené, neviditelné.
Jen čekáme.
