Evreni dolduran protonlar, elektronlar ve nötrinolar gibi son derece yüksek enerjili parçacıkların kökenleri, modern astrofizikteki en uzun süredir devam eden gizemlerden biri olmayı sürdürüyor. Önde gelen bir hipotez, büyük yıldız patlamaları (süpernovalar) ve yıldızların kara delikler tarafından parçalanmasının neden olduğu gelgit bozulma olaylarını (TDE) içeren “geçici patlayıcı olayların”, bu enerjik parçacıkları çalıştıran kozmik motorlar olabileceğini öne sürüyor. Ancak bu fikir hiçbir zaman titizlikle test edilmedi.
Bir araştırma ekibi, kısa bir süre içinde aynı yönden çok sayıda yüksek enerjili nötrinoların tespit edildiği nadir bir olay olan bir nötrino “çoklu”nun optik karşılıkları için ilk sistematik araştırmayı gerçekleştirdi. Olay, Antarktika buzunun derinliklerine gömülü devasa bir dedektör olan IceCube Nötrino Gözlemevi tarafından gözlemlendi.
Araştırma şu adreste yayınlandı: Astrofizik Dergisi.
Ekip, Tohoku Üniversitesi Bilim Enstitüsü’nde yüksek lisans öğrencisi olan Seiji Toshikage, Tohoku Üniversitesi’nin Disiplinlerarası Bilimler Sınır Araştırma Enstitüsü’nde (FRIS) profesör olan Shigeo Kimura ve yine Tohoku Üniversitesi Bilim Enstitüsü’nden Masaomi Tanaka tarafından yönetildi.
Araştırmacılar, nötrino çokluyla hem mekansal hem de zamansal olarak örtüşen geniş alanlı optik verileri analiz ederek olası astrofizik kaynaklara dair görünür kanıtlar aradılar. Ancak araştırmaları, karşılık gelen zaman ve konumlarda hiçbir süpernova, TDE veya diğer geçici patlayıcılara rastlamadı.
Optik benzerlerinin yokluğu, paradoksal olarak son derece bilgilendiricidir. Tespit edilmemesi, ekibin, nötrino çokluları üretmeleri durumunda bu tür patlayıcı olayların ne kadar parlak ve ne kadar uzun olabileceği konusunda her zamankinden daha güçlü kısıtlamalar getirmesine olanak tanıyor.
Bulgular, evrenin en enerjik parçacıklarının olası kökenlerini önemli ölçüde daraltıyor ve astrofizikteki en temel bulmacalardan birinin çözümüne yönelik önemli bir adıma işaret ediyor.
Toshikage, “Bu sefer herhangi bir geçici kaynak bulamamış olsak da sonuçlarımız, tespit edilmeyen durumların bile güçlü bilgiler sağlayabileceğini gösteriyor” dedi. “Modellerimizi geliştirmemize ve yüksek enerjili nötrinoların gerçek kaynaklarına yönelik gelecekteki araştırmalara rehberlik etmemize yardımcı oluyorlar.”
Ekip, ileriye dönük olarak, IceCube işbirliği bunları rapor eder etmez, yeni tespit edilen nötrino çoklu birimlerinin hızlı optik takip gözlemlerini gerçekleştirmeyi planlıyor.
Bu çalışmada geliştirilen analiz yöntemlerine dayanan bu çabaların, araştırmacıları evrende yüksek enerjili parçacıklar üreten astrofizik motorları tanımlamaya yaklaştıracağını umuyorlar.
