Blazary to aktywne jądra galaktyk, w których supermasywna czarna dziura wystrzeliwuje relatywistyczny strumień plazmy. Należą do najpotężniejszych akceleratorów cząstek we Wszechświecie.
Naukowcy wykorzystali specjalistyczne oprogramowanie, które pozwoliło im symulować emisję neutrin i promieniowania gamma przez populację blazarów. Podczas symulacji wzięli pod uwagę dane z KM3NeT/ARCA, antarktycznego detektora neutrin IceCube i Fermi Gamma-ray Space Telescope. Symulacje wykazały, że populacja blazarów mogłaby wyemitować neutrino o takich parametrach, jakie zanotowano. Hipoteza o pochodzeniu niezwykłego neutrino z blazarów jest zatem uzasadniona i spójna, ale wymaga jeszcze potwierdzenia.
Wykrywacz KM3NeT składa się z dwóch części. Jedna z nich — ORCA — znajduje się 30 km od południowych wybrzeży Francji, na głębokości ok. 2500 m i jest zoptymalizowana do pracy z neutrinami o energiach liczonych w gigaelektronowoltach (GeV). Część druga, ARCA, położona 100 km na wschód od południowych wybrzeży Sycylii, zlokalizowana jest 3500 m pod powierzchnią, wykrywa neutrina z zakresu tera- i petaelektronowoltów (TeV, PeV).
- Gdzie znajduje się detektor KM3NeT/ARCA?
- Co zarejestrowano 13 lutego 2023 roku?
- Jakie dane brały pod uwagę symulacje naukowców?
- Czym jest promieniowanie Czerenkowa?
KM3NeT Collaboration / Kopalnia Wiedzy
Moduł optyczny KM3NeT
W skład zespołu ARCA wchodzi 230 lin o długości 700 m każda, rozmieszczonych w odległości 100 m od siebie. ORCA to 115 lin długości 200 m w odległości 20 m od siebie. Na każdej linie znajduje się 18 modułów optycznych, wyposażonych w 31 fotopowielaczy. Dane z wykrywaczy trafiają do INFN Laboratori Nazionali del Sud w Portopalo di Capo Passero i Laboratoire Sous-marin Provence Méditerranée w La Seyne-sur-Mer. Jak łatwo się domyślić, dokładając kolejne liny, można zwiększać objętość detektora.
Na każdej z lin znajduje się 18 modułów optycznych, z których każdy zawiera 31 fotopowielaczy wykrywających i wzmacniających słabe rozbłyski światła, tzw. promieniowanie Czerenkowa. Skąd się ono bierze? Otóż, gdy neutrino wchodzi w interakcję z jądrem atomu w wodzie morskiej, może powstać mion. Zyskuje on tak olbrzymią energię kinetyczną, że gdy przemieszcza się przez wodę, dochodzi do emisji światła. To właśnie promieniowanie Czerenkowa, które możemy porównać do gromu dźwiękowego powstającego, gdy samolot przekracza prędkość dźwięku.