Mimoriadne energetické neutrína
Valentín Korinek - 2020-07-16

Vedci tvrdia, že vysoko energetické neutríno mohlo vzniknúť, keď bola hviezda roztrhaná čiernou dierou. Zo špirál sa uvoľňuje plyn (červená farba) smerom ku čiernej diere. Niektorý materiál z trhanej hviezdy je pohltený čiernou dierou, iný zasa smeruje preč od centra (modrá farba). (M.Weiss / CXC / NASA)

Hviezda drvená gravitáciou čiernej diery by mohla vyvrhnúť mimoriadne energetické neutríno. Ak by to bolo tak, bolo by to druhýkrát, čo sa pri takomto neutríne dal spätne dohľadať zdroj jeho vzniku.

Neutríno, ktoré bolo detegované v antarktickom ľade nám podáva správu: Neotáčajte sa príliš blízko okraja čiernej diery. Aj tak by sa laicky dali pretransformovať údaje o zachytenom neutríne počnúc jeho vznikom až po detekciu na Zemi.

Častica mohla byť urýchlená smerom von, keď  bola hviezda roztrhaná na kusy počas blízkeho stretnutia s čiernou dierou. Ak sa predpoklad zo získaných dát potvrdí, bol by to prvý priamy dôkaz, že takéto udalosti „skartovania“ hviezd môžu urýchliť subatomárne častice na extrémne energie.

Jedným z potenciálnych zdrojov energetických neutrín je tzv. prílivová disrupcia. Takúto udalosť astronómia opisuje ako blízke priblíženie hviezdy k supermasívnej čiernej diere, pri ktorom časť hviezdnej hmoty opustí jej gravitačné pole a vytvorí akrečný disk, ktorý začne krúžiť okolo super masívneho obra. Odtiaľ sa potom hmota pomaly pohybuje smerom do centra čiernej diery. Práve takéto „násilné“ udalosti vedú podľa odborníkov k vzniku extrémne energetických neutrín.

Už 1. októbra 2019 bolo detegované neutríno s energiou 200 miliárd elektrónvoltov (Elektrónvolt – eV, je fyzikálna jednotka energie. Jeden elektrónvolt je rovný kinetickej energii, ktorú získa jeden neviazaný elektrón pri prechode medzi dvomi bodmi s rozdielom elektrostatického potenciálu rovným jednému voltu, vo vákuu. Jeden elektrónvolt je veľmi malé množstvo energie: 1 eV = 1,602 176 53 (14)×10−19 J. ) je to približne 30-násobok energie protónov v najsilnejšom človekom vyrobenom urýchľovači častíc, vo veľkom hadrónovom urýchľovači. Podpis neutrína zachytil detektor IceCube umiestnený hlboko v antarktickom ľade. Tento detektor sníma svetlo produkované pri interakcii neutrín s ľadom.

Keď IceCube nájde vysokoenergetické neutríno, astronómovia prehľadávaju oblohu v smere odkiaľ častica prišla. Aby sa zrodilo energetické neutríno, musí udalosť „skartovania“ hviezd najskôr urýchliť protóny k vysokej energii. Tieto protóny by potom museli narážať do iných protónov alebo fotónov. Takýto proces by ďalej produkoval ďalšie častice, nazývané pióny, ktoré pri svojom rozpade emitujú neutrína.

Vedci sa teraz snažia presne určiť, ako k tomu dochádza. Protóny mohli byť vystrelené v prúdoch, ktoré tiekli smerom von vo všetkých smeroch. Alebo by sa mohli urýchliť silným, úzkym (gejzírovým) prúdom hmoty a žiarenia.

Určiť odkiaľ tieto častice pochádzajú môže pomôcť vedcom lepšie pochopiť niektoré z najextrémnejších prostredí vo vesmíre. Astronómovia predtým porovnávali rôzne energetické neutrína pri zdrojoch nazývaných blazary. Blazar je jasný zdroj svetla poháňaný supermasívnou čiernou dierou v strede galaxie. Blazarová erupcia a prílivová disrupcia sú veľmi zvláštne aktivity, pri ktorých sa za krátky časový úsek uvoľní obrovské množstvo energie.

Na záver treba zhrnúť, že je veľmi dôležité viac pozorovať tieto  vysokoenergetické neutrína. Je to totiž doposiaľ jediný spôsob, ako môžeme jasne pochopiť, ako vesmír funguje pri týchto extrémnych energiách.