Co do zasady, gdy supermasywna czarna dziura znajdująca się w centrum aktywnej galaktyki intensywnie pochłania opadającą na nią materię, mamy do czynienia z kwazarem. Kiedy jednak taki kwazar ułożony jest w przestrzeni tak, że emitowany przez niego dżet materii skierowany jest prosto w Ziemię mamy do czynienia z blazarem.
W najnowszym artykule naukowym międzynarodowy zespół badaczy dowodzi, że taki blazar faktycznie może bombardować Ziemię neutrinami.
Dlaczego zatem nie wiedzieliśmy o tym wcześniej? Otóż neutrina są niezwykle trudne do wykrycia. Mówimy tutaj o cząstkach pozbawionych ładunku i praktycznie bezmasowych. Wystarczy tutaj dodać, że przez każdy centymetr kwadratowy ciała w każdej sekundzie przelatuje ponad 60 milionów neutrin, nie pozostawiając po sobie żadnego zauważalnego efektu.
Czytaj także: Do Ziemi dotarła wiązka wystrzelona z odległości setek mln lat świetlnych. Co było jej źródłem?
Z drugiej strony, dokładnie ta sama zdolność unikania interakcji pozwala neutrinom przelatywać bez żadnego problemu przez gęste obłoki pyłu, które blokują przed nami inne formy materii czy promieniowania. To z kolei oznacza, że zrozumienie skąd przyleciały do nas określone neutrina, może nieść za sobą niezwykle interesujące informacje.
Dżety emitowane podczas rozbłysków blazarów składają się z wysokoenergetycznych cząstek – znanych jako promienie kosmiczne – które mogą rozciągać się na ogromne odległości liczone w całych parsekach, nierzadko wykraczając poza granice samej galaktyki. Dżety te składają się również z promieniowania elektromagnetycznego emitowanego w bardzo szerokim pasmie od niskoenergetycznych fal radiowych po niezwykle wysokoenergetyczne promienie gamma.
Obecnie przyjmuje się, że kiedy promienie kosmiczne oddziałują z cząsteczkami światła, czyli fotonami, powstają swoiste deszcze neutrin. Nic zatem dziwnego, że rozbłyski gamma z aktywnych jąder galaktycznych od dawna są głównymi podejrzanymi o emisję neutrin wykrywanych na Ziemi.
Związek między znacznie mniej rzucającymi się w oczy dżetami AGN a neutrinami został potwierdzony sześć lat temu, kiedy to detektor neutrin IceCube odkrył strumień neutrin w momencie dostrzeżenia rozbłysku blazara TXS 0506+056. Źródłem rozbłysku była supermasywna czarna dziura znajdująca się w blazarze oddalonym o 5,7 miliarda lat świetlnych od Ziemi.
Czytaj także: Istna dyskoteka. Jak wyglądałoby nocne niebo, gdyby twoje oczy widziały promienie gamma?
Międzynarodowy zespół badaczy postanowił ostatnio dokładnie przyjrzeć się TXS 0506+056, a także innym 144 blazarom obserwowanym uważnie przez Teleskop Fermi-LAT.
Szczegółowa analiza danych pozwoliła badaczom obliczyć tygodniowy strumień promieni gamma związanych z blazarami i jednoczesne wykreślić krzywe blasku takich wysokoenergetycznych zdarzeń.
Następnie badacze statystycznie ocenili strumień neutrin z każdego rozbłysku promieniowania gamma i następnie oszacowali te same wartości dla okresów, w których blazar jest spokojniejszy w zakresie promieniowania gamma. Porównując swoje przewidywania dotyczące neutrin dla każdego blazara na okres jednego tygodnia i dziesięciu lat z czułością detektora IceCube, naukowcy byli w stanie ustalić górne ograniczenia na udział rozbłysków w ogólnym strumieniu neutrin docierających do Ziemi.
Powyższe dane będą stanowiły podstawę do dalszych badań nad pochodzeniem źródeł neutrin astrofizycznych. To dopiero początek badania tych fascynujących cząstek, które przez większość czasu unikały wszelkich instrumentów pomiarowych.