เครดิตภาพ: UW-Madison
กล้องโทรทรรศน์ใหม่ที่ติดอยู่ในน้ำแข็งของทวีปแอนตาร์กติกาได้เสร็จสิ้นแผนที่แรกของท้องฟ้านิวตริโนพลังงานสูง จริง ๆ แล้วมันดูถูกลงทั่วทั้งโลกเพื่อดูท้องฟ้าเหนือสำหรับนิวตริโนซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงและผ่านสสารเกือบทั้งหมดไม่ จำกัด AMANDA II ค้นพบนิวตริโนด้วยพลังงาน 100 เท่าของพลังงานที่ผลิตได้จากการทดลองในห้องปฏิบัติการบนโลก
กล้องโทรทรรศน์ใหม่ที่ใช้แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกเป็นหน้าต่างสู่จักรวาลได้สร้างแผนที่แรกของท้องฟ้านิวตริโนพลังงานสูง
แผนที่ซึ่งเปิดตัวสำหรับนักดาราศาสตร์ที่นี่ในวันนี้ (15 กรกฎาคม) ในการประชุมของ International Astronomical Union ให้นักดาราศาสตร์ได้เห็นแวบเดียวที่น่าตื่นเต้นครั้งแรกของนิวตรอนพลังงานสูงซึ่งเป็นอนุภาคผีที่เชื่อว่าเกิดจากเหตุการณ์รุนแรงที่สุดในโลก เอกภพ - หลุมดำกระแทกการระเบิดของรังสีแกมม่าและแกนกลางอันรุนแรงของกาแลคซีไกลโพ้น
“ นี่เป็นข้อมูลแรกที่มีกล้องโทรทรรศน์นิวตริโนที่มีศักยภาพในการค้นพบจริง” ฟรานซิสฮาลเซนศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยวิสคอนซินแมดิสันกล่าวว่าแผนที่ที่รวบรวมโดยใช้ AMANDA II ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ไม่เหมือนใคร จาก National Science Foundation (NSF) และประกอบด้วยอาร์เรย์ของเครื่องตรวจจับแสงที่ฝังอยู่ในน้ำแข็ง 1.5 กิโลเมตรใต้ขั้วโลกใต้ “ จนถึงปัจจุบันนี่เป็นวิธีที่อ่อนไหวที่สุดในการมองดูท้องฟ้านิวตริโนพลังงานสูง” เขากล่าว
ความสามารถในการตรวจจับนิวตริโนพลังงานสูงและติดตามพวกมันกลับไปยังจุดกำเนิดยังคงเป็นหนึ่งในภารกิจที่สำคัญที่สุดของฟิสิกส์ดาราศาสตร์สมัยใหม่
เนื่องจากนิวตริโนจักรวาลเป็นสิ่งที่มองไม่เห็นไม่มีประจุและไม่มีมวลเลยพวกมันจึงไม่สามารถตรวจจับได้ อนุภาคที่ประกอบเป็นแสงที่มองเห็นได้และการแผ่รังสีชนิดอื่น ๆ นิวตริโนสามารถผ่านได้โดยไม่มีข้อ จำกัด ผ่านดาวเคราะห์ดวงดาวสนามแม่เหล็กอันกว้างใหญ่ของอวกาศระหว่างดวงดาวและแม้แต่กาแลคซีทั้งหมด คุณภาพนั้น - ซึ่งทำให้ยากต่อการตรวจสอบ - เป็นสินทรัพย์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของพวกเขาเพราะข้อมูลที่พวกเขาเก็บเกี่ยวกับ cosmologically ไกลและเหตุการณ์ที่ไม่สามารถสังเกตเห็นได้ยังคงเหมือนเดิม
แผนที่ที่ผลิตโดย AMANDA II นั้นเป็นข้อมูลเบื้องต้น Halzen เน้นและแสดงข้อมูลเพียงหนึ่งปีที่รวบรวมโดยกล้องโทรทรรศน์น้ำแข็ง การใช้ข้อมูลอีกสองปีที่เก็บเกี่ยวกับ AMANDA II แล้ว Halzen และเพื่อนร่วมงานของเขาจะกำหนดโครงสร้างของแผนที่ท้องฟ้าและจัดเรียงสัญญาณที่อาจเกิดขึ้นจากความผันผวนทางสถิติในแผนที่ปัจจุบันเพื่อยืนยันหรือพิสูจน์หักล้างพวกเขา
ความสำคัญของแผนที่อ้างอิงจาก Halzen คือมันพิสูจน์ว่าเครื่องตรวจจับทำงานได้ “ มันสร้างประสิทธิภาพของเทคโนโลยี” เขากล่าว“ และแสดงให้เห็นว่าเรามีความไวเช่นเดียวกับกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้ในการตรวจจับรังสีแกมม่าในพื้นที่พลังงานสูงเดียวกัน” ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า คาดว่าจะมีสัญญาณที่เท่ากันจากวัตถุที่เร่งรังสีคอสมิคซึ่งกำเนิดยังไม่เป็นที่รู้จักเกือบหนึ่งศตวรรษหลังจากการค้นพบ
จมลึกลงไปในน้ำแข็งขั้วโลกใต้กล้องโทรทรรศน์ AMANDA II (แอนตาร์กติก Muon และ Neutrino Detector Array) ได้รับการออกแบบให้มองไม่ขึ้น แต่ลงผ่านพื้นโลกสู่ท้องฟ้าในซีกโลกเหนือ กล้องโทรทรรศน์ประกอบด้วยโมดูลออพติคอลแก้ว 677 แต่ละขนาดของลูกโบว์ลิ่งเรียงต่อกันบนสายเคเบิล 19 เส้นที่ตั้งลึกลงไปในน้ำแข็งด้วยความช่วยเหลือของการฝึกซ้อมน้ำร้อนแรงดันสูง อาเรย์เปลี่ยนถังน้ำแข็งขนาดความสูง 500 เมตรและเส้นผ่านศูนย์กลาง 120 เมตรเป็นเครื่องตรวจจับอนุภาค
โมดูลแก้วทำงานเหมือนหลอดไฟตรงข้าม พวกเขาตรวจจับและจับแสงและแสงสลัว ๆ ที่เกิดขึ้นในบางครั้ง neutrinos ชนเข้ากับอะตอมน้ำแข็งภายในหรือใกล้กับเครื่องตรวจจับ ซาก Subatomic สร้างมิวออนซึ่งเป็นอนุภาคย่อยอีกชนิดหนึ่งที่จะทำให้แสงสีฟ้าในน้ำแข็งขั้วโลกใต้ลึกลงไปอย่างสะดวกสบาย ริ้วของแสงตรงกับเส้นทางของนิวตริโนและชี้กลับไปยังจุดกำเนิด
เนื่องจากมันแสดงให้เห็นแวบแรกของท้องฟ้านิวตริโนพลังงานสูงแผนที่จะเป็นที่สนใจอย่างมากสำหรับนักดาราศาสตร์เพราะ Halzen กล่าวว่า“ เรายังไม่มีเงื่อนงำว่ารังสีคอสมิกเร่งได้เร็วแค่ไหนหรือมาจากไหน”
ความจริงที่ว่า AMANDA II ได้ระบุนิวตริโนถึงร้อยเท่าพลังงานของอนุภาคที่ผลิตโดยเครื่องเร่งความเร็วดินที่ทรงพลังที่สุดเพิ่มความคาดหวังว่าบางส่วนของพวกเขาอาจถูกเตะในการเดินทางอันยาวนานโดยกิจกรรมที่มีพลังมากที่สุด ในจักรวาล ความสามารถในการตรวจจับนิวตริโนพลังงานสูงเป็นประจำจะช่วยให้นักดาราศาสตร์ไม่เพียง แต่เลนส์เพื่อศึกษาปรากฏการณ์แปลกประหลาดเช่นการชนกันของหลุมดำ แต่ด้วยวิธีการเข้าถึงข้อมูลที่ไม่มีการแก้ไขโดยตรงจากเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นหลายร้อยล้านล้านปีแสง ออกไปและนานมาแล้ว
“ แผนที่นี้สามารถเก็บหลักฐานแรกของตัวเร่งจักรวาลได้” Halzen กล่าว “ แต่เรายังไม่ได้อยู่ที่นั่น”
การตามล่าหาแหล่งกำเนิดของนิวตริโนจักรวาลจะได้รับการปรับปรุงเมื่อกล้องโทรทรรศน์ AMANDA II มีขนาดใหญ่ขึ้นเมื่อมีการเพิ่มสายตรวจจับใหม่ แผนการเรียกร้องให้กล้องโทรทรรศน์เติบโตเป็นน้ำแข็งลูกบาศก์กิโลเมตร กล้องโทรทรรศน์ใหม่ที่รู้จักกันในชื่อว่า IceCube จะทำให้ท้องฟ้าเป็นแหล่งรังสีนิวทริโน่ที่มีประสิทธิภาพสูง
“ เราจะอ่อนไหวต่อการคาดการณ์เชิงทฤษฎีในแง่ร้ายที่สุด” Halzen กล่าว “ โปรดจำไว้ว่าเรากำลังมองหาแหล่งที่มาและแม้ว่าเราจะค้นพบบางสิ่งในตอนนี้ความไวของเราเป็นสิ่งที่เราจะเห็นได้อย่างดีที่สุดตามลำดับของนิวตริโน 10 ครั้งต่อปี ไม่ดีพอ”
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว WISC
