#فــیزیـک_کــوانــتوم

رد پای نوترینوی کیهانی نادر به سیاهچاله‌های ستاره‌ای رسید

نوترینوها همه جا هستند هزاران ذره بدون جرم در هر ثانیه از بدن شما عبور می‌کننداما فرو بردن آن‌ها به طور آشکار سخت است به خصوص آن‌هایی که انرژی زیادی از فضای عمیق دارند. سالانه تنها حدود دوازده تن از این نوترینوهای کیهانی شناسایی می‌شوندو دانشمندان توانسته‌اند تنها یکی از آن‌ها را به منبع آن متصل کنند حالا IceCube آشکارساز نوترینو به وسعت یک کیلومتر که در اعماق قطب جنوب قرار دارد یکی دیگر را تا زادگاه دور خود دنبال کرده‌است یک سیاهچاله ابر پرجرم که یک ستاره را در یک کهکشان ۷۵۰ میلیون سال نوری از هم می‌پاشد.

تسوی پیران نظریه‌پرداز دانشگاه عبری اورشلیم که در این تحقیق شرکت نداشته است می‌گویداگر این درست باشدداستان بسیار هیجان انگیزی است این کشف نشان می‌دهد که این رویدادهای نادر اختلال جزر و مدی TDEs می‌توانند منبع اصلی نوترینوهای با انرژی بالا و پرتوهای کیهانی باشنددیگر بازدیدکنندگانی که منشا آن‌ها یک راز بوده است.

تنها راه تشخیص نوترینوها این است که منتظر بمانید تا یکی از آنها به چیزی برخورد کندآن‌ها اغلب با ماده در تعامل نیستند اما به ندرت با یک هسته اتمی برخورد می‌کنندو باعث ریزش ذرات خرد شده می‌شوندچون این ذرات تخلیه می‌شوند یک فلاش نور منتشر می‌کنندبرای افزایش احتمال تشخیص این برخوردها محققان به حجم عظیمی از مواد نیاز دارند. ماهی‌های IceCube برای آن‌ها از مجموعه‌ای از بیش از ۵۰۰۰ ردیاب فوتون که به صورت رشته‌ای مرتب شده و در یک کیلومتر مکعب از یخ‌های قطب جنوب غرق شده‌اند استفاده می‌کننداز زمان ورود و روشنایی فلاش در هر آشکارسازمحققان می‌توانند جهت آمدن نوترینو و اینکه منبع آن نزدیک است یا در فضای عمیق را محاسبه کنند..
در سال ۲۰۱۷ IceCube یک نوترینوی با سفر طولانی را شناسایی کرد که برای اولین بار به یک منبع قابل‌شناسایی مرتبط بودیک کهکشان فوق روشن که به عنوان بلازار شناخته می‌شود. چنین کهکشان‌هایی حاوی سیاه‌چاله‌های بسیار ابر پرجرم در مرکز خود هستندماده‌ای که آن‌ها سوختگی‌ها را به حدی گرم می‌مکند که می‌توان آن را در سراسر جهان دیداین فرآیند همچنین یک جت ماده با سرعت بالا ایجاد می‌کند که تصور می‌شود مستقیما به سمت زمین نشانه گرفته می‌شود.

در ۱ اکتبر ۲۰۱۹یک فلاش در ردیاب، یک نامزد احتمالی فضای عمیق دیگر را نشان داد همانطور که هر سال چندین بار این کار را انجام می‌دهند، محققان IceCube هشدار دادند تا ستاره‌شناسان بتوانند آسمان را به سمت نوترینوی ورودی اسکن کنندتلسکوپ کالیفرنیا ساختمان ناپایدار زاکی به حرکت در آمد و متوجه شد که یک TDEیک سیاهچاله ابر پرجرم است که یک ستاره نزدیک را از هم می‌پاشداین تیم امروز در ستاره‌شناسی طبیعی گزارش می‌دهدوقتی دیدیم که این می‌تواند یک TDE باشد بلافاصله گفتیم وای!

در واقع TDEs به عنوان یک راز باقی مانده است تاکنون کم‌تر از ۱۰۰ مورد دیده شده است زمانی که یک ستاره در نزدیکی یک سیاهچاله ابر پرجرم به دور خود می‌چرخدجاذبه شدید جزر و مد شبیه به زمین را بر روی استروئیدها تغییر می‌دهداگر بیش از حد نزدیک شودجاذبه می‌تواند ستاره را با نصف جرم خود به درون یک دیسک داغ و درخشان در اطراف سیاهچاله بکشد و بقیه در یک مسیر طولانی به سمت بیرون پرواز کننداین یک فرآیند مشابه چیزی است که به یک بلازار را قدرت می‌دهد، اما فقط چند ماه طول می‌کشدبا گرفتن یک نوترینو از TDE این تیم شواهدی یافته‌است که TDEs می‌تواند یک جت ذره کوتاه از سیاهچاله مانند یک حلقه بلازار را تغذیه کند.

این TDE خاص برای ستاره‌شناسان تازگی نداشت این موضوع در تاریخ ۹ آوریل ۲۰۱۹ توسط تحقیق زاکی کشف شد و به آن لقب AT2019dsg داده شداین واقعیت که این یکی که ۱۵۰ روز بعد پر از نوترینو شده بود هنوز هم قدرت خود را از دست نداده بودمایه تعجب بود آستین می‌گویدما دیدیم که این منبع واقعا فعال بود و یک موتور مرکزی برای مدتی طولانی به آن نیرو می‌داد

فیزیکدانان فضایی دقیقا نمی‌دانند که ایجاد سیاه‌چاله‌ها چگونه این فواره‌های ذرات را تغذیه می‌کننداما با دو نوترینوی کیهانی جت‌ها به عنوان مدعی اصلی برای توضیح نوترینوهای فضایی عمیق ظاهر می‌شوند که در جلوی ستاره‌های نوترونی و انفجارهای ستاره‌ای قرار دارندسووی جزاری نویسنده مشترک موسسه علوم تلسکوپ فضایی که برای اولین بار AT2019dsg را کشف کردتوضیح می‌دهد که تولید نوترینوها به همان روشی است که فیزیک‌دانان ذرات به طور مصنوعی نوترینوها را بر روی زمین می‌سازند:با یک پرتو انرژی بالای پروتون‌ها جتکه به مواد اطراف برخورد می‌کند. او می‌گوید برای اینکه TDEs به عنوان مکان احتمالی برای تولید نوترینو ظاهر شود بسیار هیجان‌انگیز است.