Nazivaju ih “česticama duhovima” s razlogom. One su posvuda, bilijuni njih neprestano struje kroz sve: naša tijela, naš planet, pa čak i kroz cijeli kozmos. Ovi takozvani neutrini su elementarne čestice koje su nevidljive, nevjerojatno lagane i tek rijetko stupaju u interakciju s drugom materijom.
Slabost njihovih interakcija čini neutrine iznimno teškima za detekciju. No, kada ih znanstvenici ipak uspiju uhvatiti, oni mogu ponuditi izvanredne uvide u svemir. Neutrini nastaju u nasilnim kozmičkim događajima, uključujući nuklearne reakcije unutar zvijezda. Sada su istraživači sa Sveučilišta u Kopenhagenu izradili najopsežniji model do sada, mapirajući koliko neutrina generiraju sve zvijezde u našoj Mliječnoj stazi i koliko ih stiže do Zemlje – što je potpuna slika koja je do sada postojala samo u grubim obrisima.
“Prvi put imamo konkretnu procjenu koliko tih čestica stiže do Zemlje, odakle u galaksiji dolaze i kako je njihova energija raspoređena. Budući da takozvane “čestice duhova” dolaze ravno iz jezgri zvijezda, mogu nam reći stvari koje svjetlost i druga zračenja ne mogu”, kaže glavni autor nove studije, postdoktorand Pablo Martínez-Miravé s Instituta Niels Bohr.
“Putokaz” za opservatorije
Istraživači su kombinirali napredne zvjezdane modele s podacima teleskopa Gaia Europske svemirske agencije (ESA) kako bi mapirali gdje u Mliječnoj stazi neutrini uglavnom nastaju. Studija pokazuje da velika većina dolazi iz regije oko galaktičkog središta, gdje je koncentrirana većina zvijezda, posebno u područjima udaljenima nekoliko tisuća svjetlosnih godina od Zemlje. Ovo znanje praktičan je alat za znanstvenike koji pokušavaju uhvatiti neutrine pomoću golemih detektora, često smještenih duboko pod zemljom. S ovom novom kartom mogu povećati svoje šanse za “pogađanje cilja”.
“Sada preciznije znamo gdje tražiti galaktičke neutrine. Naši rezultati pokazuju da većina neutrina nastaje u zvijezdama koje su jednako masivne ili masivnije od Sunca. To znači da je najbolja šansa za detekciju neutrinskih signala kada se gleda prema galaktičkom središtu, gdje je signal najjači”, objašnjava Pablo Martínez-Miravé.
Prozor u unutrašnjost zvijezda i moguća nova fizika
Dok se tradicionalna astronomija oslanja na svjetlost, rendgenske zrake i gama zrake, neutrini nude potpuno drugačiji način istraživanja svemira. Njihova posebna prednost je u tome što mogu putovati na goleme udaljenosti bez da na njih išta utječe, pa kada ih mjerimo ovdje na Zemlji, dobivamo vrlo izravan uvid u ono što se događa tamo vani. Baš kao što su nam neutrini desetljećima govorili što se događa unutar Sunčeve jezgre, istraživači se nadaju da će isto postati moguće i za sve ostale zvijezde koje su mnogo udaljenije.
“Neutrini nose informacije ravno iz unutrašnjosti zvijezda. Ako ih naučimo iskoristiti, mogu nam dati nove uvide u životne cikluse zvijezda i strukturu naše galaksije na način na koji nijedan drugi izvor ne može”, kaže autorica studije, profesorica Irene Tamborra s Instituta Niels Bohr.
Osim proširenja našeg razumijevanja zvijezda i naše vlastite galaksije, ovo bi znanje s vremenom moglo dotaknuti temeljna pitanja u fizici. Neutrini stupaju u interakciju sa svojom okolinom toliko slabo da bi mogli otkriti nove fizikalne zakone na koje tradicionalne eksperimentalne tehnike nikada ne bi mogle biti osjetljive.
“Budući da na neutrine gotovo ništa ne utječe, imamo jasna očekivanja o tome kako bi se trebali ponašati na svom dugom putovanju do Zemlje. Stoga bi čak i sitna odstupanja u njihovom ponašanju bila snažan trag prema novoj, nepoznatoj fizici”, kaže Irene Tamborra, zaključujući: “S neutrinima, to je kao da prigušite svjetla u sobi i odjednom vidite ono što je bilo skriveno u mraku – a s ovim novim modelom sada imamo i kartu i kompas da počnemo navigirati kroz to.”
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
