Det spøkelsesaktige sporet som satte forskerne på prøve
- februar 2023 plukket et uferdig detektornett på Middelhavsbunnen opp et nøytrino med voldsom energi. Én partikkel. Nesten ingen andre spor. Likevel ble funnet stående ubesvart i årevis.
Energien lå på rundt 220 PeV. Det er ti ganger mer enn alt som tidligere var målt. KM3NeT/ARCA, som ligger utenfor Sicilia, var bare ti prosent ferdig da den fanget signalet.
Jakten på opphavet
Nøytrinoer bærer ingen lyssignatur. Ingen radiobølger, ingen gammastråler peker mot en bestemt kilde. Det gjør sporingen ekstra vanskelig.
Forskerne så derfor på blazarer som den mest sannsynlige forklaringen. En blazar er en galakse med et sentralt sort hull som slynger ut stråler av plasma rett mot oss. Slike objekter kan akselerere partikler til ekstreme energier.
Simuleringer som test
Teamet bak studien kjørte store datasimuleringer. De justerte to hovedparametere: hvor mye energi protonene bærer, og hvor bratt energifordelingen deres er. Målet var å se om en hel populasjon av blazarer kunne forklare både det ene kraftige nøytrinoet og alt vi ikke har sett.
Resultatene stemte godt. Modellen produserte få nok nøytrinoer til at det fortsatt er sjeldent å fange dem. Den ga også en gammastråle-bakgrunn som samsvarte med målinger fra Fermi-teleskopet.
Flere observatorier, flere ledetråder
Det sterke ved studien er at den bruker både det som ble sett og det som ikke ble sett. IceCube har ikke registrert tilsvarende partikler. Det passer med modellen. Fermi ser akkurat den mengden gammastråler som blazarene skal produsere. Også det passer.
Én partikkel alene beviser ingenting. Men når flere uavhengige målinger peker i samme retning, blir forklaringen mer troverdig.
Neste steg
Når KM3NeT/ARCA står ferdig, vil detektoren bli langt mer følsom. Da kan vi få flere slike signaler. Kanskje klarer vi å bekrefte at blazarer virkelig er de kraftigste partikkelakseleratorene i universet.
Inntil da står dette ene nøytrinoet som et hint om hvor ekstreme prosesser som faktisk foregår der ute.