Kara Delik Tarafından Parçalanan Yıldızdan Gelen Kozmik Parçacık Hızlandırıcısı

Kara Delik Tarafından Parçalanan Yıldızdan Gelen Hayalet Parçacık, Kozmik Parçacık Hızlandırıcısını Ortaya Çıkarıyor

Bir bilim insanı ekibi, bir kara delik tarafından tüketilirken bir yıldızın yok olmasının ardından, yüksek enerjili bir nötrinonun (özellikle bulunması zor bir parçacık) varlığını tespit etti. Nature Astronomy dergisinde bildirilen bu keşif, Evrendeki en yüksek enerji parçacıkları olan Çok Yüksek Enerjili Kozmik Işınların kökenine yeni bir ışık tutuyor.

New York Üniversitesi ve Almanya’nın DESY araştırma merkezi de dahil olmak üzere iki düzineden fazla kurumdan araştırmacıları içeren çalışma, Dünya’da yalnızca güçlü hızlandırıcılarda üretilen atom altı parçacıklar olan nötrinolara odaklandı.

Nötrinoları ve aynı zamanda yaratma sürecini tespit etmek zordur ve bu keşiflerini, Ultra Yüksek Enerji Kozmik Işınları (UHECR’ler) ile birlikte dikkate değer kılar.

Keşif sırasında NYU Fizik Bölümü’nde doktora sonrası araştırmacı olan Sjoert van Velzen, “Kozmik yüksek enerjili nötrinoların kökeni bilinmemektedir, çünkü bunların tespit edilmesi çok zordur” diyor. “Bu sonuç, yüksek enerjili nötrinoların kaynağına kadar izlendiği ancak ikinci kez olacaktır.”

Şu anda Hollanda Leiden Üniversitesi’nde bulunan van Velzen ve yeni Nature Astronomy makalesinin ortak yazarı olan NYU fizikçisi Glennys Farrar tarafından yapılan önceki araştırmada, şu anda Tidal Disruption olarak bilinen yerde yıldızları yok eden kara deliklerin en eski kanıtlarından bazılarını buldu. Bu bulgular, TDE’lerin UHECR’lerin üretilmesinden sorumlu olup olamayacağını belirleme aşamasını hazırladı.

Daha önce, Güney Kutbu’nda bulunan Ulusal Bilim Vakfı destekli bir dedektör olan IceCube Neutrino Gözlemevi, yolu daha sonra Caltech’in Palomar Gözlemevi’ndeki Zwicky Geçici Tesisi tarafından izlenen bir nötrinonun tespitini bildirdi.

Spesifik olarak, ölçümleri, yüksek enerjili bir nötrino ile bir kara delik tarafından tüketilen bir yıldız olan TDE’den sonra yayılan ışığın mekansal bir tesadüfünü gösterdi.

Van Velzen, “Bu, bu yıldız parçalama olaylarının yüksek enerjili parçacıkları hızlandıracak kadar güçlü olduğunu gösteriyor” dedi.

2009 tarihli bir makalede UHECR’lerin yapabileceğini öne süren Farrar, “TDE’lerle ilişkili nötrinoları keşfetmek, Güney Kutbu’ndaki IceCube dedektörü tarafından tespit edilen ve kaynakları şimdiye kadar anlaşılması zor olan yüksek enerjili astrofiziksel nötrinoların kökenini anlamada bir dönüm noktasıdır” diye ekliyor. TDE’lerde hızlandırılabilir. “Nötrino-TDE çakışması aynı zamanda onlarca yıllık bir soruna da ışık tutuyor: Çok Yüksek Enerjili Kozmik Işınların kaynağı.”

Referans: 22 Şubat 2021, Nature Astronomy.