Antartika’nın altında, Messier galaksisinden gelen parçacıklar keşfedildi

NGC 1068 olarak da bilinen Messier 77, bizim galaksimiz (gökadamız) dışında en çok incelenen galaksilerden biri. Lakin aralıklı da olsa, hala şaşırtan özellikleri ile gündeme geliyor. Spiral formuyla amatör gökbilimciler tarafından ziyadesiyle sevilen Messier 77’nin, şu anda de birçok yüksek güçlü nötrino ürettiği ortaya çıktı.

Araştırmacıların bunu keşfetmek için, çoğu incelemede olduğu uzaya ya da dağların doruklarına değil, Antarktika buzunun kilometrelerce derinlerine gitmeleri gerekiyordu. Keşif, her istikametten gelen bol ölçüde kozmik nötrinoları açıklamaya yardımcı olabilir.

Nötrino nedir?

Nötrino, Vikipedi’de şu şekilde tanımlanıyor: “Işık suratına yakın sürate sahip olan, elektriksel yükü sıfır olan ve unsurların içinden neredeyse hiç etkileşmeden geçebilen temel parçacıklar.“

Fizikçilerin kimi nükleer tepkilerin ürünlerinin evvelden var olandan daha az enerji ve momentuma sahip olduğunu fark etmesi ile bir arada, nötrinolar ilk olarak 1930’da önerilmişti. Bu kayıp bilinen her türlü kuralı ihlal ettiği için, tespit edemedikleri bir kayıp parçacığın olması gerektiği sonucuna varıldı, lakin doğru ihtiyaçlara uyan parçacığın bulunması 26 yıl sürdü.

Artık cihanın kozmik nötrinolarla dolu olduğunu ve her saniye içimizden milyarlarcasının geçtiğini biliyoruz. Fakat onları tespit etmek o kadar zor ki, çok azını buluyoruz ve kaynakları konusunda emin olamıyoruz. Lakin yeni bir makale, Messier 77’nin bunlardan epeyce fazla ürettiğini ve muhtemelen benzeyenşeyi yapan bir gökada sınıfını temsil ettiğini gösteriyor. Bu da, neden daha önce bilinen kaynaklara atfedilebilecek olandan daha yüksek güçlü nötrinoların var olduğunu açıklayabilir.

Yüzyıllardır Dünya’ya en yakın süpernova olan SN 1987A ile bağlantılı bir nötrino patlamasının keşfi, patlayan yıldızların kozmik nötrinolar için büyük bir kaynak sağladığını gösterdi. Fakat Messier 77’de bir süpernova olsaydı, bunu bilmemiz gerekirdi. 47 milyon ışıkyılı ile 1987A’dan çok daha uzak olmasına karşın, tekrar de her yıl tespit ettiğimiz süpernovaların büyük çoğunluğundan daha yakın.

IceCube Gözlemevi, yüksek güçlü bir nötrino kaynağı olan TXS 0506+056‘nın ilk keşfini 2018’de, Messier 77’den neredeyse 100 kat daha uzakta ve Orion’un omzundan uygun bir şekilde uzakta konumlandırdı. Fakat, ikisi arasında pek bir birebirlik görünmüyor. TXS 0506+056, süper kütleli kara deliğin ışık suratına yakın jetleri Dünya’ya dönük olan bir galaksi tipi olan bir blazardır (parlak ve faal bir galaksi çekirdeği). TXS 0506+056, bilim insanlarının bu jetler tarafından üretilen gama ışınları ve nötrinolar üzerinde eş vakitli müşahedeler yapmasına fırsat tanıdı.

Messier 77’nin yerel cihan için alışılmadık derecede etkin süper kütleli bir kara deliği olmasına karşın, hiçbir jet tespit edilmedi, bu da, radyo sessizliğindeki Faal Galaktik Çekirdek (AGN) olarak bilinen tipten olduğu manasına geliyor.

Pennsylvania Eyalet Üniversitesi’nden Dr. Kohta Murase, araştırmaya eşlik eden bir Perspektifte, “Blazarlardan ve radyo yüksek sesli AGN’lerden daha bol olan radyo sessiz AGN’ler, gözlemlenen kozmik nötrinoların ölçüsünü açıklamaya yardımcı olabilir” dedi.

Adelaide Üniversitesi’nden ortak müellif Dr. Gary Hill de yaptığı açıklamada “2018’de TXS 0506+056’dan nötrinoların keşfinin heyecanından sonra, IceCube ile görebildiğimiz sabit bir nötrino akışı üreten bir kaynak bulmak daha da heyecan verici” dedi.

Wisconsin-Madison Üniversitesi’nden Profesör Francis Halzen farklı bir açıklamada, “bir nötrino, bir kaynağı ayırt edebilir. Fakat sadece birden fazla nötrinoyla yapılan bir müşahede, en enerjik kozmik objelerin karanlık çekirdeğini ortaya çıkarabilir. IceCube, NGC 1068’den yaklaşık 80 nötrino teraelektronvolt gücü biriktirdi, bu şimdi tüm sorularımızı yanıtlamak için kâfi değil, lakin bunlar kesinlikle nötrino astronomisinin gerçekleştirilmesine yönelik bir sonraki büyük adım.“

Nötrinoları neyin ürettiğini tespit etmek çok zor

Nötrinolar sıradan madde ile o kadar zayıf etkileşir ki, kaynakları toz bulutları tarafından gizlenmez. Ne yazık ki, kaynaklarını direkt gözlemleyemediğimiz için nötrinoları neyin ürettiğini bulmak da o kadar zorlaşıyor.

Nötrinoların zayıf etkileşimleri, ender durumlarda nötrinoların atom çekirdeğine çarparken müonlar oluşturduğu ender durumlarda yayılan ışık parlamalarını arayarak bulmaya uğraşmamızı zarurî kılıyor.

Daha büyük ve daha derin detektörler inşa ederek daha fazla nötrino ve daha süratli hareket eden ve bundan ötürü daha fazla enerji taşıyanları yakalamak mümkün olabilir. IceCube gen-2 şimdi bu amaçladığı taşıyan bir plan olarak öne çıkıyor. Bu yalnızca bilim insanlarının Messier 77 hakkında daha fazla şey öğrenmesine izin vermekle kalmayacak, yakınımızdaki galaksiyi benzer lakin daha uzak nötrino üreticileriyle karşılaştırmamızı da mümkün kılacak.

Deutsches Elektronen-Synchrotron’dan Dr. Marek Kowalski, “Sanki IceCube bize bir hazinenin haritasını verdi” diyor.

Makale, Murase’nin Perspektifi ile bir arada Science mecmuasında yayınlandı…