Wszechświat nawiedzają „kosmiczne duchy” zwane neutrinami, a nowe badania sugerują, że mogą to być „szepty” gwiazd, które zginęły w eksplozjach supernowych na przestrzeni miliardów lat.
Odkrycie stanowi ważny krok naprzód w naszej wiedzy o życiu i śmierci gwiazd oraz o tym, jak wzbogacają one swoje otoczenie w metale, pierwiastki cięższe od wodoru i helu. Może to również pomóc w lepszym zrozumieniu działania czarnych dziur i gwiazdy neutronowe rodzą się, gdy umierają masywne gwiazdy.
Druga najczęstsza cząstka we wszechświecie, neutrina mają swój straszny przydomek, ponieważ są bez ładunku i prawie bezmasowe, tak fantomowe, że około 100 bilionów neutrin przechodzi przez ciebie z prędkością niemal świetlną w każdej sekundzie, ale w ciągu całego twojego życia tylko jedno będzie oddziaływać z atomami twojego ciała, jeśli będziesz mieć szczęście.
Nowo zasugerowany związek między neutrinami a historią supernowa wybuchy pojawiły się po pierwszym wykryciu strumienia neutrin zwanego tłem neutrin rozproszonych supernowych (DSNB). Został odkryty przez jeden z największych na świecie detektorów neutrin, Super-Kamiokande, znajdujący się 1000 metrów pod ziemią w prefekturze Gifu w Japonii.
„Obserwacja pierwszego na świecie wskazania tła neutrin rozproszonej supernowej jest niezwykle znaczącym osiągnięciem i długo oczekiwanym celem od początku projektu Super-Kamiokande” – Hiroyuki Sekiya z Uniwersytetu Tokijskiego – napisano w oświadczeniu.
Gwiazdy odchodzą z hukiem, ale kontynuują szeptem
Supernowe występują w wielu rodzajach, ale te, których dotyczą te badania, to tzw.supernowe powodujące zapadnięcie się jądra.Dzieje się tak, gdy gwiazdy znacznie masywniejsze od Słońca osiągają koniec nukleosyntezy w swoich jądrach. Kiedy nie są już w stanie łączyć pierwiastków, tworząc metale cięższe od żelaza, gwiazdy nie są w stanie wytwarzać zewnętrznej energii, która przez miliony lat równoważyła je z wewnętrznym naporem grawitacji.
Zatem, gdy grawitacja ostatecznie zwycięża w tym kosmicznym przeciąganiu liny, rdzeń gwiazdy zapada się, wysyłając gwałtowne fale uderzeniowe rozchodzące się na zewnątrz do zewnętrznych warstw gwiazd, które zostają wyrwane. Pozostawia to rdzeń jako gwiezdną pozostałość, albo a gwiazda neutronowa lub czarna dziura, początkowo otoczona rozszerzającą się powłoką pozostałości po supernowej.
Energia tych zdarzeń jest przenoszona przez cząstki światła (fotony) rozproszone w widmie elektromagnetycznym, ale także przez neutrina. Jednak pomimo faktu, że supernowe wybuchają co sekundę przez mniej więcej 13 miliardów lat, wytwarzając neutrina gromadzące się w postaci DSNB, ten upiorny sygnał jest nadal słaby i przypomina raczej szept niż krzyk.
Aby „usłyszeć” te kosmiczne szepty, zespół odpowiedzialny za te badania przeanalizował dane z Super-Kamiokande z prawie 14 lat w postaci Światło Czerenkowa powstające w wyniku interakcji neutrin z 50 000 ton ultraczystej wody.
Ujawniło to sygnał neutrin zgodny z oczekiwaniami z DSNB. Sygnał ten wymaga jeszcze potwierdzenia, ale jest mocnym wskaźnikiem DSNB, pierwszego w historii ludzkości.
„Planujemy już włączenie bieżących obserwacji Super-Kamiokande do jego następcy, Hyper-Kamiokande, aby jeszcze bardziej poprawić czułość w przyszłych wspólnych badaniach” – powiedział członek zespołu Yosuke Ashida z Uniwersytetu Tohoku.
Wyniki zespołu zaprezentowano 25 czerwca 2026 r. podczas Neutrino 2026: XXXII International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics, która odbyła się na Uniwersytecie Kalifornijskim w Irvine, USA.
