Kosmiczna zagadka rozwiązana inaczej, niż się spodziewano

Pewna międzynarodowa grupa naukowców właśnie zburzyła część naszego rozumienia Wszechświata. I zrobiła to w dość zaskakujący sposób.

Zaczęło się od rutynowego tropu.badali neutrina — cząsteczki tak nieśmiałe, że przelatują przez całą planetę, a nawet przez twoje ciało, nie pozostawiając po sobie żadnego śladu. Tym razem trafili na ślad prowadzący do galaktyki położonej niewyobrażalnie daleko od nas.

Zwykle takie neutrina pochodzą z okolic supermasywnych czarnych dziur — tych potworów pożerających wszystko, co im się nawinie. Sprawdzili więc, co siedzi w centrum tej galaktyki.

Czekaj, moment.

Pustka. Zero aktywności czarnej dziury.

Zamiast tego znaleźli galaktykę, która rodzi gwiazdy w szaleńczym tempie. Dosłownie fabryka gwiazd na maksymalnych obrotach.

Czym właściwie są te neutrina?

Szybkie wyjaśnienie dla niespecjalistów (i dla mnie, zanim zaczęłam to researchować).

Neutrina to cząstki-elementy, które w zasadzie nie rozmawiają z nikim i z niczym. Nie reagują z materią, nie reagują z energią, wolą żyć w swoim świecie. Miliardy tych maleństw przechodzą przez ciebie właśnie teraz, podczas czytania tego tekstu. Nie czujesz ich, nie masz szans ich wykryć.

Naukowcy od dekad próbują ustalić, skąd biorą się te najbardziej energetyczne neutrina. Znaleźli kilka źródeł — głównie galaktyki z aktywnymi czarnymi dziurami w środku. Ale suma wszystkich znanych źródeł nie zgadza się z ilością neutrin faktycznie obserwowanych w kosmosie.

Gdzieś jest luka. I może właśnie ją znaleźli.

Shadow Blaster, czyli Cień Strzelca

Oficjalnie galaktyka nazywa się JCMT0402−0424. Badacze nazwali ją jednak bardziej efektownie: Shadow Blaster.

Dlaczego? Bo się ukrywa. Ta galaktyka jest tak zakurzona i zaciemniona, że zwykłe teleskopy nie są w stanie dojrzeć jej jądra w świetle widzialnym. Dopiero obserwacje w określonych falach submilimetrowych pokazują ją w pełnej krasie — i uwierz mi, robi wrażenie.

Shadow Blaster znajduje się jakieś 11 miliardów lat świetlnych od Ziemi. Patrzymy więc na nią taką, jaka była, gdy Wszechświat miał zaledwie kilka miliardów lat. To jedna z najjaśniejszych galaktyk zaobserwowanych w tych falach.

Naukowcy spodziewali się tam supermasywnej czarnej dziury z charakterystycznymi dla niej dżetami i żarciem. Taki duet zwykle odpowiada za produkcję neutrin.

Ale kiedy przyjrzeli się dokładniej?

Nie ma nic. Cisza.

Więc skąd bierze się całe to światło?

Sztuczka z kosmiczną lupą

Problem z obserwacją czegoś tak odległego jest prosty: to cholernie trudne. Nawet najlepsze teleskopy mają limity.

Tym razem jednak badacze mieli szczęście. Między Shadow Blaster a Ziemią znajdowała się inna galaktyka. Jej grawitacja zakrzywiła i wzmocniła światło dochodzące z odległej galaktyki — działała jak naturalna soczewka powiększająca.

To zjawisko nazywa się soczewkowaniem grawitacyjnym. Dzięki niemu naukowcy mogli zajrzeć znacznie głębiej, niż byliby w stanie gołym okiem. Kosmos po prostu im pomógł.

Gwiazdy rodzące się w ekspresowym tempie

I co tam znaleźli?

W centrum Shadow Blaster znajduje się niewiarygodnie gęsty obszar wypełniony gazem i pyłem. Średnica? Zaledwie 1500 lat świetlnych.

Dla porównania: cała nasza Droga Mleczna ma około 100 000 lat świetlnych średnicy. Wyobraź sobie, że ściskasz masę materiału w przestrzeni zaledwie półtora procent szerokości naszej galaktyki.

W tak ekstremalnych warunkach gwiazdy rodzą się jedna za drugą. Potem żyją, eksplodują jako supernowe, umierają — i właśnie w tym chaosie powstają neutrina, które zostają wyrzucone w przestrzeń.

To naprawdę może zmienić wszystko

Oto co ekscytuje fizyków:

Jeśli galaktyki tworzące gwiazdy w ten sposób rzeczywiście produkują neutrina, może to wyjaśnić sporą część brakujących źródeł.

Naukowcy szacują, że te zwarte, zapylone galaktyki z gwiezdotwórczym szaleństwem mogą odpowiadać nawet za 20 procent wszystkich wysokoenergetycznych neutrin we Wszechświecie.

To nie jest marginalna poprawka. To fundamentalna luka w naszej wiedzy, która właśnie się zamyka.

Pomyśl o tym jak o odkryciu, że w twoim mieście działa cała dzielnica fabryk produkujących coś, o czym myślałeś, że robią to tylko nieliczni.

Oczywiście, potrzeba więcej badań

Na razie to wstępne wyniki. Trzeba potwierdzić, czy faktycznie galaktyki gwiazdotwórcze są aż tak ważne w produkcji neutrin.

Ale jeśli te obserwacje się potwierdzą? Mamy do czynienia z prawdziwą rewolucją w rozumieniu fizyki cząstek elementarnych.

Czasem najbardziej oczekiwana odpowiedź okazuje się kompletnie błędna. I właśnie dlatego nauka jest fascynująca.

Źródło: ScienceDaily