우리는 먼지가 많은 은하의 심장에서 폭발하는 ‘유령 입자’를 감지합니다: ScienceAlert

슈퍼 적극적인 역할 블랙홀 고출력 생산에서 중성미자 외부에서 은하수가 확인된 것으로 보입니다. 두 번째로 물리학자들은 은하간 공간의 틈을 통해 은하의 중심부에 있는 소위 “유령” 입자를 추적했습니다.

이 결과로 우리는 은하계 밖의 은하계에 대한 실제 계산을 시작할 수 있습니다. 중성 미자 공장에서는 중성미자의 속성을 사용하여 가정의 환경을 이해합니다.

문제의 은하는 다음으로 알려진 잘 연구된 물체입니다. NGC 1068 – Messier 77 또는 Squid Galaxy라고도 알려진 – 약 4,700만 광년 떨어져 있는 아름다운 막대를 가진 나선으로, 쌍안경으로 볼 수 있을 만큼 가깝습니다.

과학자들은 방향에서 오는 고에너지 TeV(TeV) 범위의 수십 개의 중성미자를 계산했습니다.

이전에 유일한 고에너지 중성미자는 은하계 외부 소스로 추적된 단일 TeV 입자였습니다. 그것은 TXS 0506 + 056이라고 불리는 블레이자르라고 불리는 은하의 한 유형으로 추적되었습니다.약 38억 광년 떨어져 있습니다.

이것은 IceCube Neutrino Observatory가 10년에 걸쳐 획득한 새로운 데이터 세트를 절대 보물로 만듭니다.

“하나의 중성미자가 근원을 정확히 찾아낼 수 있습니다. 그러나 다중 중성미자를 이용한 관측만이 가장 에너지가 넘치는 우주 물체의 신비한 핵심을 드러낼 것입니다.” 물리학자 Francis Halzen은 다음과 같이 말합니다. 위스콘신-매디슨 대학교(University of Wisconsin-Madison)의 교수이자 IceCube의 수석 연구원.

“IceCube는 NGC 1068에서 약 80테라-전자볼트 중성미자를 수집했는데, 이것은 아직 우리의 모든 질문에 대답하기에 충분하지 않지만, 확실히 중성미자 천문학을 달성하기 위한 다음 큰 단계입니다.”

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중성미자는 우주에 만연한 방사성 붕괴로 인해 질량이 거의 없는 아원자 입자입니다.

그것들은 우주에서 가장 풍부한 입자들 사이에서 모든 것을 통해 끊임없이 흐릅니다. 그것들은 지금 당신을 통해 흐르고 있습니다. 이것이 그들을 감지하기 어렵게 만드는 것입니다. 그들은 거의 아무 반응도 하지 않습니다.

중성미자의 경우 우주의 정상적인 물질도 연기와 그림자일 수 있습니다. 이것이 우리가 그것들을 유령 입자라고 부르는 이유입니다.

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이 특성이 연구에 매우 유용합니다. 우주의 영향을 받지 않기 때문에 항상 직선으로 이동합니다.

그리고 고에너지 중성미자는 에너지가 넘치는 초질량 질량 주변의 가혹한 환경에서 생성되는 강력한 제트와 같은 우주선의 가속과 관련된 과정에서만 독점적으로 생성됩니다. 블랙홀.

우리가 이 중성미자 공장에 대해 알고 싶다면 중성미자를 찾아야 하고, 바로 여기에서 IceCube가 등장합니다. 어두운 남극 얼음 아래의 추운 어둠 속에 묻혀 있는 광검출기는 중성미자가 때때로 그렇게 할 때 생성되는 빛의 소나기를 찾습니다. 원자 또는 분자와 반응하십시오.

밤의 IceCube Lab, 위에 보이는 은하수. (마틴 울프 / IceCube / NSF)

이런 식으로 CIC는 천문대에서 수집한 10년간의 데이터를 주의 깊게 분석하여 NGC 1068까지 직선을 따라가는 1.5~15TeV 범위의 고에너지 중성미자 80개를 식별할 수 있었습니다.

NGC 1068은 앞서 언급했듯이 활동은하입니다. 은하수처럼 팽팽한 나선입니다. 은하수와 달리 NGC 1068의 중심에 있는 초거대질량 블랙홀은 주변 공간에서 엄청난 속도로 물질을 집어삼키고 있습니다.

적도 주변의 블랙홀은 먼지와 가스로 이루어진 거대한 고리와 원반으로 둘러싸여 있습니다. 이것은 회전하고 블랙홀을 공급합니다. 링과 디스크의 중력과 마찰은 엄청난 양의 열과 빛을 생성합니다.

모든 물질이 블랙홀의 사건 지평선 밖에서 끝나는 것은 아닙니다. 과학자들은 그들 중 일부가 블랙홀 자기장의 선을 따라 극으로 가속되고 있으며, 그곳에서 거의 빛의 속도로 공간을 관통하는 강력한 플라즈마 제트의 형태로 우주로 방출된다고 믿습니다.

비행기가 우리 방향을 가리키면 우리는 그 은하를 블레자르(Blazar)라고 부릅니다. TXS 0506 + 056은 블레이저이며 분석에 따르면 300 TeV 중성미자는 지면을 가리키는 제트기에서 생성.

그만큼 NGC 1068. 항공기 우리 방향을 가리키지 않습니다. 사실, 은하는 빽빽한 먼지가 활동하는 은하핵에서 나오는 고에너지 빛의 대부분을 차단하는 방향으로 되어 있습니다. 이것은 중성미자가 그렇지 않으면 연구하기 어려운 블랙홀을 탐험하는 방법이 될 수 있음을 의미합니다.

“이 물체의 블랙홀 환경에 대한 최근 모델은 가스, 먼지 및 방사선이 그렇지 않으면 중성미자를 동반할 감마선을 차단해야 한다고 제안합니다.” 물리학자 Hans Niederhausen은 다음과 같이 말합니다. 미시간 주립대학교 출신.

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“NGC 1068의 핵에서 중성미자를 감지하는 것은 초거대질량 블랙홀을 둘러싼 환경에 대한 우리의 이해를 향상시킬 것입니다.”

팀은 중성미자를 입자 가속도의 신호로 해석하고 활성 은하 핵이 중성미자 클러스터의 공간을 채우는 데 크게 기여한다는 발견을 나타냅니다.

그들은 또한 이 발견이 중성미자 천문학의 돌파구를 나타내고 NGC 1068이 미래에 이 분야의 초석 중 하나가 될 수 있다고 말합니다.

“몇 년 전, 국립과학재단은 광학 및 전파 천문학에서 잘 확립된 능력과 중성미자 및 중력파물리학자 데니스 콜드웰은 다음과 같이 말합니다. IceCube에 자금을 지원한 National Science Foundation에서.

“IceCube Neutrino Observatory가 이웃 은하를 중성미자의 우주적 근원으로 식별한 것은 거대한 블랙홀과 우주의 다른 근본적인 속성의 발견되지 않은 힘에 대한 통찰력을 약속하는 이 흥미진진한 새로운 분야의 시작일 뿐입니다.”

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