De oceaanbodem zag afgelopen februari iets bijzonders. Diep onder de Middellandse Zee.
Wetenschappers hebben een neutrino gevonden. Ook niet zomaar iemand. Dit was het krachtigste ‘spookdeeltje’ dat ooit is opgenomen. Het raakte de aarde op 13 februari 2003 en racete met bijna de snelheid van het licht mee met een muon dat KM3NeT drie kilometer verderop ontdekte.
Zijn energie was onthutsend. Tweeëntwintig miljoen miljard elektronvolt. Om dat in perspectief te plaatsen? Je zou een versneller nodig hebben die de hele omtrek van de aarde bestrijkt om deze in een laboratorium na te bootsen. De Large Hadron Collider ziet er in vergelijking uit als speelgoed.
Maar waar kwam het vandaan?
“Er zijn verschillende mogelijke verklaringen voor de oorsprong”, zegt Meriem Bendahman van het KM3NeT-team. “Bijvoorbeeld… neutrino’s komen voort uit een diffuse flux die wordt geproduceerd door een populatie van extreme versnellers… zoals blazars.”
Blazars. Dat is de huidige hoofdverdachte.
De kosmische boosdoener
Denk eens aan een quasar. Kent u de heldere kern van een ver sterrenstelsel, het superzware zwarte gat dat zich voedt met sterren en gas en stralingsstralen de ruimte in spuwt? Stel je nu voor dat dat vliegtuig recht op ons gericht is. Dat is blazar.
Meestal schieten quasars zijwaarts. Blazars mikken recht op onze achtertuin.
Deze neutrino was niet de enige in zijn geschiedenis, maar het was een beest vergeleken met zijn voorganger. Dertig keer energieker. Waarom maakt dat uit? Omdat het vinden van de bron hetzelfde is als een forensisch detective zijn op een plaats delict zonder getuigen.
Hier is het vreemde deel. Als je zoveel energie uit één enkele plek haalt, zoals een supernova of een sterrenvlam, krijg je meestal ook licht. Radiogolven, röntgenstralen, gammastraling. Een signaal over het hele spectrum.
Er was geen signaal.
De lucht was stil in die banden.
“Dat brengt ons ertoe te overwegen… een diffuse achtergrond,” legde Bendahman uit. Niet één explosie, maar een gezoem van vele bronnen, samen één grote klap.
De storm simuleren
Het team moest dit modelleren. Ze hadden een simulatie nodig die de enorme energie van het neutrino kon verklaren zonder andere natuurwetten te schenden. Concreet konden ze de door de Fermi-satelliet waargenomen gammastralingslimieten niet overschrijden, noch konden ze het gebrek aan soortgelijke detecties bij IceCube op Antarctica of de onvoltooide KM3NeT-array nabij Sicilië negeren.
Ze hebben variabelen aangepast. Magnetische velden. Grenzen aan deeltjesversnelling. Ze keken naar ‘baryonische belasting’ – waarbij ze in wezen vergeleken hoeveel energie protonen droegen versus elektronen.
De wiskunde klopte.
Een populatie blazers zou dit neutrino kunnen produceren. Het past bij de gegevens. Het respecteert het gammastralingsplafond. Het verklaart de zeldzaamheid.
Dus we hebben de dader gevonden?
Niet precies. Het model suggereert dat blazars een levensvatbare motor zijn voor deze kosmische kogels, maar het bewijst niet dat het deze blazar is, of die. Het laat alleen maar zien dat deze voedende zwarte gaten in staat zijn harder te gooien dan we dachten.
We hebben meer gegevens nodig. Altijd meer gegevens. Tot die tijd blijft de geest door ons heen trekken – 100 biljoen per seconde – terwijl de zeldzame reuzen in het donker blijven hangen, onopgemerkt en ongezien.
Gewoon wachten.
