رازورمز ژرف‌تر شد: نوترینوهای شبح و FRBها یک سرچشمه ندارند
 |
| در این برداشت هنری، یک نوترینو با یخ جنوبگان برهمکنش می‌کند و یک میون در این فرآیند آزاد می‌شود. میون با حرکتِ فراسریعش، دنباله‌ای با نور آبی به جا می‌گذارد که به نام تابش چرنکوف شناخته می‌شود |
اخترشناسان کارهای بیشتری برای انجام دادن دارند.
کیهان با ستارگانی که منفجر می‌شوند، سیاهچاله‌هایی که مواد را می‌بلعند و انبوه پرتوهای پرانرژی، جای بسیار شلوغی‌ست. برخی از این رویدادها روی زمین خود را با نوترینوهای پرانرژی نشان می‌دهند، ذرات شبح‌گونه‌ای که بندرت با ماده‌ی معمولی برهمکنش انجام می‌دهند. ولی برخی دیگر به گونه‌ی فوران‌های زودگذر رادیویی (اف‌آربی‌ها)، درخش‌های کوتاه‌مدت ولی شدیدِ انرژی رادیویی نمایان می‌شوند.
اخترشناسان نمی‌دانند سرچشمه‌ی پرانرژی‌ترین نوترینوها چیست. همچنین، ریشه‌ی اف‌آربی‌ها هم به خوبی شناخته نشده. دانستنِ این که نوترینوها و اف‌آربی‌ها از یک جا در آسمان می‌آیند به توضیح ریشه‌ی هر دو کمک می‌کند.
ولی افسوس که این گونه نیست، زیرا پژوهشی تازه امیدها برای یک پیوند میان این دو را ناامید می‌کند.
من ذرات مرده می‌بینیم
نوترینوها از فراوان‌ترین ذرات در کیهانند. در حقیقت در همین زمانی که این را می‌خوانید چند تریلیون نوترینو دارد در هر ثانیه از بدنتان می‌گذرد. ولی آنها نه تنها سبک‌ترین ذره از همه‌ی ذراتِ شناخته شده هستند، بلکه بندرت برهمکنشی با ماده‌ی معمولی انجام می‌دهند.
آشکارسازی نوترینوها نیاز به برخی از بزرگ‌ترین دستگاه‌ها دارد. و منظور از بزرگ، چیزی مانند آرایه‌ی آیس‌کیوب (IceCube) در جنوبگان است. تاسیسات آیس‌کیوب که در جایی نزدیکِ قطب جنوبِ جغرافیایی برپا شده، دربردارنده‌ی ده‌ها رشته‌ی آشکارساز است که به درون یخسار (ورقه‌ی یخی قطب) فرو رفته‌اند. اگر در شانسی کمیاب، نوترینویی به یک مولکول آب برخورد کند، درخشی از نور به نام تابش چرنکوف پدید می‌آورد که آشکارسازها می‌توانند آن را ببینند.
میان سال‌های ۲۰۰۸ و ۲۰۱۸، گروه دانشمندان آیس‌کیوب برخوردِ بیش از ۱۱ میلیون نوترینو را گزارش داد. بیشینه‌ی نزدیک به همه‌ی آنها نوترینوهای به نسبت کم‌انرژی بودند، ولی درصد کوچکی از آنها هم به گونه‌ای باورنکردنی پرانرژی بودند- برخی از بالاترین انرژی‌هایی که تاکنون برای یک ذره ثبت شده.
 |
| رصدخانه‌ی نوترینوی آیس‌کیوب در جنوبگان با نمای هنری از ده‌ها رشته‌ی آشکارساز آن که به درون یخسار قطب فرو رفته‌اند. درباره‌ی این تصویر اینجا بخوانید: * شکار نوترینوهای کیهانی در قطب جنوب آغاز شد- تصویر بزرگ‌تر |
این نوترینوها به نظر می‌رسد از همه جای آسمان می‌آیند، چیزی که نشان می‌دهد سرچشمه‌های فراکهکشانی دارند (اگر اینگونه نبود و از درون کهکشانمان می‌آمدند، باید همگی محدود به صفحه‌ی کهکشان در آسمان می‌شدند). از آنجا که نوترینوها واقعا با هیچ چیز دیگری برهمکنش ندارند، در خط راست پیش می‌روند، یعنی جهتی که در آن پیش می‌روند واقعا جهتِ سرچشمه‌شان است (برخلاف عموزاده‌هایشان، پرتوهای کیهانی، که راهشان در اثر میدان‌های مغناطیسی کج می‌شود).
با وجود آن میلیون‌ها شناسایی، پرانرژی‌ترین نوترینوها به نظر نمی‌رسید که پیوندی با گونه‌ی ویژه‌ای کهکشان یا جایگاهی ویژه در آسمان داشته باشند. بی‌شک فرآیندی پرانرژی دارد آنها را پدید می‌آورد، ولی روشن نیست که دقیقا چه فرآیندی.
سریع‌ترین فوران در باختر
اف‌آربی‌ها براستی رازآمیزند. این پدیده‌ها که نخستین بار در سال ۲۰۰۷ شناسایی شدند، نماینده‌ی برخی از شدیدترین فرآیندها در جهان هستی‌اند و توانایی این را دارند که انبوه هولناکی از انرژی را به درون طیف رادیویی بریزند [به موج رادیویی تبدیل کنند]، آن هم به گونه‌ای که خودِ رویدادهایشان بیش از یک ثانیه به درازا نمی‌کشند. همکاری "آزمایش نقشه‌برداری از شدت هیدروژن کانادا" (چایم، CHIME) کاتالوگی از حدود ۵۰۰ اف‌آربی پدید آورده که از میان آنها، تنها ۱۸ نمونه خود را تکرار کرده‌اند.
بتازگی اخترشناسان پیوندی میان یک رویداد اف‌آربی و یک مغناختر (مگنتار، یکک ستاره‌ی نوترونیِ سریع-چرخانِ به شدت مغناطیسی) یافته‌اند که می‌تواند نشانگرِ یک ریشه‌ی احتمالی باشد. ولی این تنها یک بار مشاهده بوده و برای رازگشایی از ریشه‌ی اف‌آربی‌ها نیاز به کار بسیار بیشتری هست.
به زبان ساده، واقعا عالی می‌شد اگر اف‌آربی‌ها از همان جایی در آسمان می‌آمدند که نوتروینوهای پرانرژی می‌آیند. از آنجایی که شناخت کاملی از سرچشمه‌ی اصلی هیچ یک از این پدیده‌ها نداریم، وجود یک همبستگی (پیوند دوسویه) میان آنها سرنخی بسیار بزرگ خواهد بود. برای نمونه، اگر مگنتارها براستی سرچشمه‌ی همه‌ی اف‌آربی‌ها باشند و نوترینوهای پرانرژی هم از همان جهت بیایند، گواهی نیرومند از این خواهد بود که پیدایش رویدادهای نوترینوی پرانرژی هم زیر سرِ مگنتارهاست.
یک چیستانِ شکسته
ولی چه بد که آنها اینگونه نیستند. در پژوهشنامه‌ای که به تازگی در پایگاه داده‌های پیش‌چاپِ arXiv منتشر شده، شانتانو دسای، اخترشناس بنیاد فناوری حیدرآباد هند به بررسی این پیوند میان میلیون‌ها نوترینو و صدها اف‌آربیِ موجود در کاتالوگ‌های همگانی پرداخت.
دسای شمار بزرگی از سرچشمه‌های همرویدادی را یافت که در آنها، یک اف‌آربی کمتر از سه درجه با یک نوترینو فاصله داشت (۳ درجه دلبخواهی و قراردادی است ولی به بی‌قطعیتیِ اندازه‌گیری‌ها هم نزدیک است، بنابراین به طور منطقی می‌تواند "نزدیک" پنداشته شود). دسای سپس این شمار را با شمارِ اف‌آربی‌هایی که هیچ همدم نوترینویی به همراه خود نداشتند مقایسه کرد.
به نظر می‌رسید احتمالِ این که اف‌آربی‌ها نزدیک یک نوتریوی پرانرژی باشند بیشتر از دور بودن از نوترینوی دیگر نیست، که نشان می‌دهد پیوندی میانشان وجود ندارد.
این بدین معناست که بعید است چیزی که دارد اف‌آربی‌ها را پدید می‌آوردند همان فرآیندی باشد که نوترینوهای پرانرژی را تولید می‌کند. همچنین بدین معناست که اخترشناسان کارهای بسیار بیشتری برای انجام دادن دارند.
-------------------------------------------------
telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky
facebook.com/1star7sky
واژه‌نامه:
منبع: اسپیس دات کام
0 دیدگاه شما:
ارسال یک نظر