Hiukkasfysiikassa tehtiin taas tärkeä löytö – Tutkijat selvittivät salaperäisten neutriinojen synnyinsijan

Neutriinojen salaisuuden selvittämistä on verrattu merkitykseltään gravitaatioaaltojen havaitsemiseen.

tähtitiede
MAGIC-teleskooppi Palman saarella Kanarialla.
MAGIC-teleskooppi Palman saarella Kanarialla.Robert Wagner / Magic Collaboration

Tähtitieteilijät ovat ensimmäistä kertaa onnistuneet paikantamaan "haamuhiukkaseksikin" kutsutun neutriinon lähteen maailmankaikkeudessa.

Vaikeasti havaittavia neutriinoja on yritetty pyydystää erilaisilla tutkimuslaitteilla, joista suurin on Etelänavalla sijaitseva IceCube. Jään sisään parin kilometrin syvyyteen poratut havaintolaitteet poimivat joka päivä noin 200 neutriinoa. Ne ovat kuitenkin enimmäkseen Maan ilmakehässä tai Auringossa syntyneitä matalaenergisiä neutriinoja.

Jo vuosikymmeniä on pohdittu, mistä korkeaenergiset neutriinot tulevat. Vastaus on nyt mitä ilmeisimmin saatu.

Viime syyskuun 22. päivä IceCube havaitsi erittäin korkeaenergisen neutriinon, joka vaikutti olevan peräisin kaukaa avaruudesta. Se sattui törmäämään IceCubessa toiseen hiukkaseen, ja törmäyksessä syntyi varattu hiukkanen, joka pystyttiin tunnistamaan korkeaenergisen neutriinon synnyttämäksi.

Tieto löydöstä jaettiin välittömästi lukuisille teleskoopeille. Kaikki kahdeksan mukana ollutta teleskooppia ryhtyivät metsästämään mahdollista lähdettä.

IceCube osoitti oikean suunnan

IceCuben havainto oli sikäli onnistunut, että sen avulla etsinnät pystyttiin rajaamaan varsin pienelle alueelle Orionin tähdistössä. Tosin silläkin suunnalla oli lukemattoman paljon galakseja.

Etsijöiden joukossa oli myös Palman saarella Kanarialla sijaitseva MAGIC-teleskooppi, jonka operoimiseen osallistuu joukko turkulaisia tähtitieteilijöitä, kertoo erikoistutkija Elina Lindfors Turun yliopistosta. Huonojen havainto-olosuhteiden takia Palman MAGIC pääsi etsintöihin mukaan vasta hieman myöhemmin.

Keskeisessä roolissa oli Nasan avaruusteleskooppi Fermi, joka ei ollut riippuvainen sääolosuhteista. Se antoi muille teleskoopeille osviittaa siitä, minne pitää katsoa.

Teleskooppien yhteistyönä löytyi blasaari TXS 0506+056. Sen keskustassa oli supermassiivinen musta aukko, joka on noin sata miljoonaa kertaa Aurinkoamme suurempi. Lisäksi se oli aktiivisessa vaiheessa 3,7 miljardia vuotta sitten, jolloin neutriino lähti matkaan.

Purkautuessaan musta aukko lähetti kohti Maata neutriinoja sekä gammasäteilyä. Näiden jälkien seuraaminen auttoi tutkijat TXS 0506+056:n luokse.

Kolmas väline avaruuden tutkimukseen

Lindfors myöntää, että ihmisen arkisen elämän kannalta korkeaenergisten neutriinojen synnyinsijan löytymisellä ei ole suurta merkitystä. Tieteen kannalta asia on aivan toisin.

Tieto avaa uuden ikkunan avaruuden tutkimiselle, Lindfors sanoo. Aiemmin löydettyjä vastaavia ikkunoita ovat sähkömagneettinen säteily ja gravitaatioaallot. Kaikki paljastavat uutta ja kiinnostavaa maailmankaikkeudestamme.

Aiemminkin on ounasteltu, että neutriinot voisivat olla peräisin blasaareista, jotka ovat kvasaareja muistuttavia aktiivisia galakseja.

Blasaarien mustien aukkojen "röyhtäisyksikin" sanottu purkautuminen lähettää matkaan äärimmäisen voimakkaan suihkun, joka tässä tapauksessa sattui suuntautumaan meitä kohden.

Neutriinot poikkeavan monista muista hiukkasista sikäli, että matkaavat avaruuden halki viivasuoraa reittiä.

Esimerkiksi Maa tai ihmiset eivät ole sille mikään este, vaan matka jatkuu yleensä häiriöttä ennallaan. Tällä kertaa vain kävi niin, että yksi neutriino sattui kolaroimaan IceCubessa.

Tutkimus on julkaistu Science-lehdessä. (siirryt toiseen palveluun)