علماء فلك يلتقطون إشارة من عالم بعيد باستخدام مرصد IceCube النيوترينى

12:26 م | الخميس 06 ديسمبر 2018

اكتشف فريق دولي من علماء الفيزياء الفلكية، بمشاركة الجامعة الوطنية للأبحاث النووية، "ميفي" إشارة من الفوتونات العالية الطاقة المنبعثة، من المجرات ضمن بيانات تجربة فيرمي.

ويسلط هذا الاكتشاف الضوء على أصل النيوتريونات العالية للطاقة، التي سجلها مرصد النيوتريني "IceCube"، في محطة آمينتسن- تسكوت في القطب الجنوبي.

يمر النيوترينو في الأماكن التي يتعثر خلالها الجسيمات الأخرى، على سبيل المثال يمر النيوترينو الشمسي من أعماق الشمس ويوفر معلومات حول التفاعلات النووية الحرارية في نواة الشمس، ويتسلل النيوترينو العالي الطاقة باتجاهنا من الفضاء الخارجي الغامض حتى الآن، ويوفر المعلومات التي لا يمكن الحصول عليها بطرق المراقبة الأخرى.

واكتشف العلماء من الجامعة الوطنية للأبحاث النووية "ميفي"، مع الزملاء من جامعة باريس- ديديروت الفرنسية والجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا وجامعة جنيف، مكونا جديدا ضمن سيل من الغاما عند دراسة البيانات من تلسكوب فيرمي ضمن إطار طاقات عالية (أكثر من 300جيجا الكترون فولت).

وقال الأستاذ الجامعي ديمتري سيميكوز أحد مؤلفي البحث: "عند طاقات تصل قيمتها فوق 300 جيجا الكترون فولت، فإن الإشارات المنبعثة من مصادر خارج مجرتنا سوف يتم قمعها بسبب امتصاص أشعة غاما في الفضاء بين المجرات" مضيفا: "في الوقت نفسه وضمن المسافات داخل المجرات، فإنه لا يجرى امتصاص أشعة غاما عمليا، وبالتالي يجب أن يكون للمكون الجديد مصدرا في مجرتنا".

ويتطابق طيف المكون الجديد بشكل مقبول مع تدفق النيوترينو الكبير الذي تم اكتشافه مؤخرا في تجربة "IceCube"، وبما أن النيوترينو هذا يتم إنتاجه دائما مع أشعة غاما التي لها طيف مشابه فإن العلماء افترضوا بأن كلا الطيفين لهما أصل مشترك.

وتابع سيميكوز: "نحن اقترحنا بهذا البحث نموذجين يشرحان كل البيانات، في النموذج الأول يجرى إنتاج النيوترينو وأشعة غاما في منطقة من المجرات القريبة منا، وذلك بسبب تفاعل الأشعة الكونية، في حين أن النموذج الثاني ينشئ إشعاع غاما والنيوترينو نتيجة انهيار المادة المظلمة في مجرتنا".

يمكن لنا أن نحدد أي من هذه النماذج صحيح من عدم تجانس الإشارة خلال إجراء المزيد من الدراسات، فإذا كان مصدر الإشارة هو انهيار المادة المظلمة فإن قيمة هذه الدراسة ذات أهمية كبيرة، ولكن حتى في حال وجود مصدر فيزيائي فلكي قريب فإن ذلك يعني بأننا قد نكون حصلنا لأول مرة على فرصة للعثور على مصدر الأشعة الكونية، التي تنتج النيوترينات وأشعة غاما المرصودة.

وحاليا يجرى بناء في قاع بحيرة بايكال الروسية تلسكوب تحت مائي "Gigaton Water Detector"، يصل حجمه إلى 1 كيلو متر مربع، ومن المقرر أن يصبح تلسكوب بايكال بحلول عام 2020 مشابها إلى حد بعيد لحساسية تجربة "IceCube" أما من أجل مراقبة الجزء المركزي لمجرتنا فإن تلسكوب بايكال أفضل حتى من "IceCube"، وذلك لأنه يقع في نصف الكرة الشمالي (يراقب الباحثون النيوترينو في القارة القطبية الجنوبية الجزيئات من خلال الأرض).