ニュートリノと宇宙線を途方もない速度で加速していることが最近判明したようなブレザーのアーティストのイラスト。降着円盤の中心にある超巨大ブラックホールは、円盤に垂直な空間に、物質の狭い高エネルギー噴流を送ります。
（画像：©DESY、サイエンスコミュニケーションラボ）
天文学者たちは、その過程で初めて、高エネルギーのニュートリノをその宇宙線源にたどり着き、その過程で100年前の謎を解きました。
ニュートリノは電荷を持たないほぼ質量のない素粒子であり、そのため周囲とほとんど相互作用しません。実際、何兆ものこれらの「ゴースト粒子」が毎秒気づかれずに妨げられずにあなたの体を流れます。
これらのニュートリノのほとんどは太陽から来ています。しかし、非常に高いエネルギーを誇るわずかな割合が、非常に深い空間から森の首に飛び込んできました。ニュートリノの本質的なとらえどころのないことは、天文学者がそのような宇宙の放浪者の起源を突き止めることを今まで妨げてきました。 [ニュートリノをその出所までたどる：写真の発見]
南極にあるアイスキューブニュートリノ天文台や他の多くの機器による観測により、研究者は、遠くのブレザー、つまり高速回転する超巨大ブラックホールを中心に持つ巨大な楕円銀河までの1つの宇宙ニュートリノを追跡できました。
そして、もっとあります。宇宙ニュートリノは、宇宙線、つまり私たちの惑星に絶え間なく激しく衝突する高エネルギーの荷電粒子と密接に関連しています。したがって、新しい発見は、少なくとも最も速く移動する宇宙線のいくつかの加速器としても危険をもたらします。
1912年に宇宙線が最初に発見されて以来、天文学者はこれについて疑問に思っていました。しかし、宇宙線がこのように引っ張られたり、さまざまなオブジェクトが宇宙をズームすると、粒子の帯電した性質によって妨害されてきました。ついに成功したのは、仲間の旅行者のゴースト粒子の直線的な旅を利用したことです。
「私たちは1世紀以上にわたって宇宙線の源を探していましたが、ようやく1つ見つかりました」とアイスキューブニュートリノ天文台の主任科学者であり、ウィスコンシン大学マディソン校の物理学教授であるフランシスハルゼンはスペースに語った。 com。 [奇抜な物理学：自然界で最もクールな小さな粒子]
チームの努力
米国立科学財団（NSF）が管理するIceCubeは、専用のニュートリノハンターです。施設は86本のケーブルで構成され、ケーブルは南極の氷まで約1.5マイル（2.5 km）延びるボアホール内にあります。次に、すべてのケーブルが60個のバスケットボールサイズの「デジタル光モジュール」を保持し、高感度の光検出器が装備されています。
これらの検出器は、ニュートリノが原子核と相互作用した後に放出される特徴的な青色光をピックアップするように設計されています。 （この光は、相互作用によって作成された二次粒子によって放出されます。そして、疑問に思っていた場合：覆っている氷はすべて、ニュートリノ以外の粒子が検出器に到達してデータを汚すことを防ぎます。）これらはまれなイベントです。アイスキューブは年間わずか数百のニュートリノを発見するとハルゼン氏は言う。
この施設はすでに天文学に大きな貢献をしています。たとえば2013年に、IceCubeは天の川銀河の向こう側からニュートリノを初めて確認した検出を行いました。当時の研究者たちは、これらの高エネルギーゴースト粒子の発生源を突き止めることができませんでした。
しかし、2017年9月22日、IceCubeは別の宇宙ニュートリノを拾いました。それは非常にエネルギッシュで、約300テラエレクトロンボルトを詰め込みました。これは、地球で最も強力な粒子加速器であるラージハドロンコライダーを循環する陽子のエネルギーのほぼ50倍です。
検出から1分以内に、施設は自動通知を送信し、他の天文学者に発見を警告し、座標を粒子の発生源を収容しているように見える空のパッチに中継しました。
コミュニティは応答しました：地上と宇宙のほぼ20の望遠鏡は、低エネルギーの電波から高エネルギーのガンマ線まで、電磁スペクトル全体にわたってそのパッチを洗い流しました。組み合わせた観測は、ニュートリノの起源を、地球から約40億光年離れたTXS 0506 + 056と呼ばれる既知のブザーに追跡しました。
たとえば、NASAの地球を周回するフェルミガンマ線宇宙望遠鏡やカナリア諸島の主要大気ガンマ線画像チェレンコフ望遠鏡（MAGIC）など、いくつかの異なる機器による追跡観察により、強力なガンマ線光バーストが明らかになりました。 TXS 0506 + 056。 [ガンマ線宇宙：NASAのフェルミ宇宙望遠鏡による写真]
IceCubeチームはまた、そのアーカイブデータを調べたところ、同じブレザーから来ているように思われる他のダース以上の宇宙ニュートリノを発見しました。これらの追加の粒子は、2014年の後半から2015年の初めにかけて検出器によって検出されました。
「すべてがうまく調和している」とIceCubeの上級科学者でUW-Madison物理学教授のAlbrecht Karle氏は声明で述べた。 「私たちのアーカイブデータのニュートリノフレアは、独立した確認になりました。他の観測所からの観測とともに、このブレザーが非常にエネルギーの高いニュートリノ、つまり高エネルギー宇宙線の源であることは、説得力のある証拠です。」
調査結果は、サイエンス誌で本日オンライン（7月12日）に公開された2つの新しい研究で報告されています。あなたはこことここでそれらを見つけることができます。
増加しているマルチメッセンジャーの天体物理学
ブレイザーは特別なタイプの超光度活動銀河であり、光と粒子のツインジェットを爆発させます。その1つは地球に直接向けられています。 （それが、ブザーが私たちに非常に明るく見える理由の1つでもあります。なぜなら、私たちはジェット砲火の列にいるからです。）
天文学者は、宇宙全体で数千のブレザーを特定しましたが、TXS 0506 + 056のように、ニュートリノを私たちに投げつけているものはまだ見つかっていません。
「このソースには何か特別なものがあり、それが何であるかを理解する必要がある」とハルゼンはSpace.comに語った。
これは、新しい結果によって提起された多くの質問の1つにすぎません。たとえば、Halzenは加速メカニズムについても知りたいと思っています。正確には、ブレーザーはニュートリノや宇宙線をこのような驚異的な速度まで取得するのでしょうか。
ハルゼン氏は、比較的近い将来にそのような質問に答えることについて楽観的な見方を示し、「マルチメッセンジャー宇宙物理学」の力、つまり宇宙を調べるために少なくとも2種類の信号を使用することを挙げ、2つの新しい研究で展示されました。
ニュートリノの発見は、別のマルチメッセンジャーランドマークのすぐ後に続きます：2017年10月、研究者は、劇的なイベント中に放出される電磁放射と重力波の両方を観測することにより、2つの超高密度中性子星間の衝突を分析したと発表しました。
「マルチメッセンジャーの天体物理学の時代はここにあります」とNSFディレクターのフランスコルドバは同じ声明で述べました。 「電磁放射、重力波、そして今やニュートリノからの各メッセンジャーは、宇宙についてのより完全な理解と、空の中で最も強力なオブジェクトとイベントへの重要な新しい洞察を私たちに与えます。
