”Aavehiukkasten” arvoitus ratkesi – neutriinon ampui energiaa oksentava blasaari

Tähtitieteen ja hiukkasfysiikan maailmaa järisytti kauan odotettu havainto.

hiukkaset
Teksti
Lassi Lapintie
Julkaistu yli kolme vuotta sitten

Hiukkasfysiikan ja tähtitieteen maailmaa on ilahduttanut uutinen siitä, että universumin läpi kiitävien, atomia pienempien neutriinojen lähde Aurinkokunnan ulkopuolella on havaittu.

Neutriinot ovat kaikkialla universumissa kiitäviä hiukkasia, joiden havaitseminen suoraan on niiden yleisyydestä huolimatta erittäin vaikeaa.

Koska neutriinot eivät juuri vaikuta muuhun aineeseen, lähes kaikki läpäisevät koko planeetan osumatta mihinkään. Tämä aiheuttaa tutkijoille ongelmia. Jotta hiukkanen voidaan havaita, sen täytyy vaikuttaa jotenkin laitteeseen, jolla havainto tehdään.

Neutriinon voi havaita vain silloin, kun se osuu atomin ytimeen. Koska atomi on enimmäkseen tyhjää täynnä, neutriinoja havaitsevan laitteen rakentaminen on vähintäänkin haasteellista.

 

tällaisten “aavehiukkasten” havaitsemiseen on rakennettu useita neutriino-observatorioita. Niiden on oltava valtavan kokoisia, jotta edes yksi salaperäisistä hiukkasista jäisi silloin tällöin tutkijoiden haaviin.

Suurin neutriino-observatorioista on syvälle Etelämantereen jään alle rakennettu, kuutiokilometrin kokoinen IceCube-laitos, jossa myös tuorein havainto tehtiin.

Vuonna 2010 valmistunut IceCube on havainnut monia neutriinoja, mutta niiden alkuperästä ei ole ollut varmuutta. Tutkijoita kiinnostavat erityisesti korkeaenergiset, kaukaa Aurinkokunnan ulkopuolelta lähtöisin olevat neutriinot.

Näiden alkuperästä saatiin vahva merkki 22. syyskuuta 2017, kun IceCuben laitteisto havaitsi yksittäisen neutriinon osuman. Sen alkuperäksi vahvistettiin useiden teleskooppien avulla blasaariksi kutsuttu kohde.

Blasaarin ytimessä on supermassiivinen musta aukko, ja se syöksee energiasuihkuja kohti maapalloa lähes valon nopeudella. Blasaari toimii kuin luonnon muovaama hiukkaskiihdytin.

“Mielestäni tässä on kyse aidosta asiasta”, arvioi tutkimusta New York Timesille neutriinoasiantuntija John Learned, joka ei itse osallistunut IceCube-tutkimukseen.

“Tämä on korkeaenergisten neutriinojen tähtitieteen aamunkoitto, josta olemme unelmoineet vuosikymmenten ajan. Alamme nähdä universumin energisimpien objektien sisimpään.”

 

Syyskuussa 2017 havaitun neutriinon alkuperä oli blasaari TXS 0506+056, joka sijaitsee noin 3,7 miljardin valovuoden päässä maapallolta. Meihin osunut neutriino lähti liikkeelle aikakaudella, jolloin Aurinkokunta oli vasta nuori ja mikrobielämä maapallolla vasta heräilemässä.

Tiedotteen mukaan maapallolle saapuneen neutriinon energiamäärä oli yli 46-kertainen verrattuna suurimman hiukkaskiihdyttimen, CERN:in Large Hadron Colliderin kiihdyttämiin hiukkasiin.

IceCuben tulokset vahvisti kansainvälinen tutkijaryhmä, jonka tulokset on julkaistu useissa eri artikkeleissa, joista yksi ilmestyi tiedejulkaisussa Science.

 

Juttu julkaistu 17.7.2018 klo 07.27. Juttua muutettu 17.7. klo 16.21: Täsmennetty muotoilua siitä, etteivät neutriinot osu juuri mihinkään, vaikka suuret määrät läpäisevät planeettamme jatkuvasti.