در کهکشانی دوردست، یک ابرسیاهچاله‌ی پرجرم موجب فروپاشی ستاره‌ای به ذرات بسیار ریز و انفجار انرژی عظیمی به بیرون شد!
برای اولین بار، محققان، نوترینویی را مشاهده کرده‌اند که احتمالا از این نوع پدیده سهمگین ناشی می‌شود که به آن پدیده اختلال/شکست موجی یا TDE گفته می‌شود.
نوترینو چیست؟
نوترینوها ذرات ریزی هستند که به ندرت با سایر مواد برهمکنش دارند؛ همین امر شناسایی آن‌ها را بسیار دشوار می‌کند. در تاریخ یکم اکتبر ۲۰۱۹، رصدخانه‌ی IceCube Neutrino در قطب جنوب، یک نوترینو با انرژی نسبتاً بالا را مشاهده کرد که به نظر می‌رسید از آن سوی کهکشان ما آمده است. در همین حال، رابرت استین و همکارانش در سینکروترون (نوعی شتابدهنده) الکترون آلمانی(DESY) واقع در تاسیسات موقت Zwicky در ایالت کالیفرنیا، برای
تماشای ستاره‌ای که بیش از حد به ابرسیاه‌چاله‌ای پرجرم نزدیک شده بود، استفاده می‌کردند. گرانش شدید سیاهچاله باعث فروپاشی ستاره و ایجاد TDEای شد که تا ماه‌ها ادامه داشت. TDE و نوترینوی IceCube از یک محل در آسمان آمده‌اند؛ که این نشان می‌دهد ستاره‌ی از هم پاشیده شده ممکن است این نوترینو را تولید کرده باشد.
نوترینو چگونه تولید می شود؟
استین می‌گوید:« نظریه‌پردازان پیش‌بینی کرده بودند که ممکن است برخی نوترینوها در اثر TDE ایجاد شوند و آنچه ما اینجا در اختیار داریم اولین مورد مشاهده شده‌ای است که این ادعا را تأیید می‌کند.»
برای تولید یک نوترینو با انرژی بالا، یک ذره – معمولا یک پروتون – باید به سرعتی فوق‌العاده بالا برسد و سپس با یک پروتون یا فوتون دیگر برخورد کند؛ که باعث می‌شود پروتون به ذراتی کوچکتر از خود، مثل نوترینو، تبدیل شود. پدیده‌های کمی در جهان وجود دارند که شتاب لازم برای ایجاد نوترینوهای پرانرژی را فراهم کنند. اکنون به نظر می‌رسد که TDEها می‌توانند چنین کاری انجام دهند.
به هر حال، ما مکانیسم دقیق شتاب‌گیری این ذرات را نمی‌دانیم. این یک معما است که با توجه به این موضوع که این نوترینو ۱۵۴روز پس از اوج فعالیت TDE شناسایی شد، گیج‌کننده‌تر نیز به نظر می‌رسد. والتر وینتر در DESY می گوید: “شما باید توضیح دهید که چرا نوترینو خیلی دیرتراز اوج فعالیت – حدود نیم سال – بعد می‌آید! به طور طبیعی، شما انتظار چنین چیزی را ندارید.”
توجیه دیر رسیدن نوترینو
وینتر و سیسیلیا لوناردین در دانشگاه ایالتی آریزونا سناریویی ارائه دادند که می‌تواند دلیل دیر رسیدن نوترینو را توضیح دهد. پس از فروپاشی یک ستاره در TDE، محتویات آن در دیسک اطراف سیاهچاله پخش می‌شود. وینتر و لوناردین ادعا می‌کنند که برخی از این مواد می‌تواند توسط میدان‌های مغناطیسی قدرتمند به داخل یک جت فشرده شود؛ که این امر باعث شتاب گرفتن ذرات تا سرعت‌های بسیار بالا می‌شود. لوناردین می‌گوید:« ما با نوعی از جت مخروطی طرف هستیم که توده‌هایی از ماده را به بیرون پرت می‌کند. پروتون‌ها در برخورد این توده مواد با یکدیگر شتاب می‌گیرند.» اما برای ایجاد یک نوترینو، پروتون‌های پرسرعت باید به چیزی برخورد کنند. محققان معتقدند که این تأخیر (در رصد نوترینو) ممکن است به دلیل نیاز به انتظار برای موجود شدن مقدار کافی از دیگر ذرات – یعنی فوتون‌ها – در اطراف سیاهچاله در نوعی ابر نوری باشد. سپس در این صورت احتمال برخورد پروتون-فوتون وجود دارد.
مشاهدات پرتوی ایکس نشان داد با وجود اینکه TDE اشعه ایکس بیشتری نسبت به باقی پدیده‌های رصد شده تاکنون از خود منتشر کرده است، این پرتوها تقریباً به همان سرعتی که نوترینوها به وجود آمده‌اند، محو شده‌اند. وینتر و لوناردینی معتقدند که این امر می‌تواند به دلیل پوشاندن اشعه ایکس توسط ابر فوتونی باشد – در حالی که این ابر هم‌زمان به پروتون‌های موجود در جت نیز چیزی برای برخورد به آن برای تولید نوترینو می‌دهد.
لوناردین می‌گوید:« اگر این سناریو واقعیت داشته باشد، می‌توان گفت TDE منبع مهمی از نوترینوها است و این خود به تنهایی یک کشف جدید
است.»
مترجم: امین ذکاوتی
ویرایشگر: بیتا باغانی
منبع: new scientist
