Deurbraak: 'Spookdeeltjie' tot by kosmiese bron nagespoor | Netwerk24
Deurbraak: 'Spookdeeltjie' tot by kosmiese bron nagespoor
Deur Elsabé Brits 12 Julie 2018 17:00
Sterrekundiges kon vir die eerste keer die oorsprong van 'n kosmiese neutrino of "spookdeeltjie" met die hulp van 20 teleskope naspoor tot 'n enorme gravitasiekolk wat die deeltjie byna 4 miljard jaar gelede uitgeskiet het.
Dié deurbraak, meer as 100 jaar nadat komiese straling ontdek is, is laat Donderdagmiddag deur 'n internasionale span sterrekundiges aangekondig.
Neutrino's is hoogs energieke subatomiese deeltjies wat die hele tyd vanuit die ruimte op die aarde neerreën. Die meeste word deur ons son vrygestel.
Hierdie voorstelling wys 'n blazar – 'n sterrestelsel met 'n gravitasiekolk in die middel wat vinnig draai. Dit straal gammastrale uit en skiet neutrino's na die aarde. Meer as 100 jaar nadat kosmiese straling ontdek is, is die eerste bewyse van 'n verre bron van neutrino's gevind. Voorstelling: IceCube/NASA
Omdat ander kosmiese straling uit elektries gelaaide deeltjies bestaan kan die pad wat hulle volg, nagespoor word tot by die bron danksy die kragtige magneetvelde in die ruimte. Maar neutrino's het 'n neutrale lading en word nie eens deur die kragtigste magneetveld geaffekteer nie, aldus die IceCube-mediapakket.
Die uitdaging was: Hoe bepaal kenners van waar die neutrino's kom? Neutrino's beweeg in 'n reguit lyn in hul duisendmiljarde deur materie, dus deur ons ook. Dit beweeg al vir miljarde jare ongehinderd deur alles, sterre, planete en ons.
Maar hulle reageer met materie net op 'n baie, baie klein subatomiese afstand, nie soos gewone materie met mekaar sal reageer nie.
Hulle het byna geen massa nie. Dit is hoekom die bynaam "spookdeeltjie" ontstaan het.
Die IceCube Neutrino-observatorium in die Suidpool is 2,5 km onder die oppervlak. Die enigste sigbare toerusting op die oppervlak is die IceCube-laboratorium wat die rekenaars huisves wat data versamel van die 5 160 ligsensors in die ys. Op die voorstelling kan 'n mens die IceCube-laboratorium sien en die neutrino's soos dit diep onder die ys opgespoor is. Voorstelling: IceCube Collaboration/NSF
Volgens die twee studies wat in die vaktydskrif Science gepubliseer is, is die heel eerste verre bron van neutrino's in die heelal uiteindelik opgespoor. En dié bron is nog nie voorheen gekry nie.
Die IceCube Neutrino-observatorium in die Suidpool, wat spesifiek hiervoor gebou is, het 'n bogrondse laboratorium vir rekenaars vir die verwerking van data van 5 160 ligsensors. Dié sensors wat die neutrino's opgespoor het, is egter 2,5 km onder die ys – waar 'n kubieke kilometer ys gemonitor word.
'n Voorstelling van die IceCube Neutrino-observatorium in die Suidpool. Die neutrino's is energieke deeltjies wat vir miljarde ligjaar ver in 'n reguit lyn reis. Dit reageer hier met ysmolekules en kan só makliker waargeneem word. Die ligpatroon kan deur sensors waargeneem word en die verskillende kleure dui die tyd aan. Die opspoorder is tussen 1,5 km en 2,5 km onder die ys en beslaan 'n kubieke kilometer ys. Voorstelling: IceCube Collaboration/NSF
Die sensors spoor klein ligflitse op indien die neutrino's dalk met die ys sou reageer. Die sensors kan byna elke minuut 'n neutrino opspoor, maar die neutrino's het 'n lae energievlak. Dié met meer energie sal op die bron kan dui.
Nadat 'n enkele neutrino met hoë energie in 2013 deur IceCube opgespoor is, is sterrekundiges oor die wêreld heen gevra om na moontlike bronne te soek in kosmiese straling. Die neutrino in 2013 se bron kon nie gevind word nie.
100 jaar nadat kosmiese straling ontdek is, is 'n verre bron van neutrino's – subatomiese energieke deeltjies wat in hul duisendmiljarde deur ons beweeg – opgespoor. Dit is afkomstig van 'n massiewe sterrestelsel met 'n vinnig draaiende gravitasiekolk in die middel daarvan. Dit staan bekend as 'n blazar. Die neutrino's reis in 'n reguit lyn vanuit die kern daarvan.Voorstelling: DESY, Science Communication Lab
Op 22 September verlede jaar het 'n neutrino met 'n atoomkern in die ys gereageer. Dit was 'n skaars verskynsel waar 'n neutrino met hoë energie wel met materie reageer het. Sowat 20 teleskope het dit opgevolg, drie uur later, om die bron na te gaan, onder meer die Hess-teleskoop in Namibië wat gammastrale opspoor.
Die bron van neutrino's is volgens Science, 'n blazar. Dit is sowat 4 miljard ligjaar weg van die aarde en bestaan uit 'n sterrestelsel met 'n gravitasiekolk in die middel wat vinnig draai. Dit het twee strale wat deeltjies teen 'n hoë spoed reg na die aarde uitskiet.
Dit is die eerste bewyse van 'n kosmiese neutrino-bron, maar ook dat die blazar 'n versneller van kosmiese straling is.
Daar word reeds na ander blazars ook gesoek.
Die energie van die neutrino wat gevind is, was 300 tera-elektronvolts – 40 keer meer as die deeltjies wat versnel word in die in Groot Hadron-versneller in Switserland.
Dr. Naoko Neilson, een van die talle kundiges wat aan die studies gewerk het, het in 'n verklaring gesê: "Sterrekunde is lig. Jy sien 'n ster omdat jy lig sien. Dit is net verskillende frekwensies van lig. Indien jy 'n lig op 'n tafelblad sou skyn, sal jy nie die lig aan weerskante van die tafel kan sien nie, maar met 'n "neutrino-flitslig" sal die lig deur die tafel skyn.
"Dus, alles wat ons weet van astronomie is fotone, maar om meer te weet van neutrino's maak 'n hele nuwe wêreld en moontlikhede oop."
Dit was die eerste keer dat 'n deeltjie vanuit die ruimte teruggespeur kon word na 'n voorwerp in die heelal waar dit ontstaan het: 'n enorme gravitasiekolk. En dié gravitasiekolk het die deeltjie sowat vier miljard jaar gelede uitgeskiet – waar dit op 22 September verlede jaar die ys in die Suidpool getref het.