2010.12.17. - A Hold mint óriástávcső

Égi kísérőnk új oldaláról mutatkozik be, rádiócsillagászati mérések segítségével a normál, hétköznapi anyaggal igen gyengén kölcsönható neutrínókkal kapcsolatos problémák tisztázásához is hozzájárulhat.

A neutrínók töltés nélküli, roppant csekély tömeggel bíró elemi részecskék, amelyek tengere betölti az egész Univerzumot. Mivel a hétköznapi anyaggal rendkívül gyengén hatnak csak kölcsön, észlelésük is roppant nehéz, saját testünkön is másodpercenként milliárdszámra haladnak észrevétlenül keresztül. Kimutatásukhoz a kutatók különféle ravasz módszereket eszeltek ki, amelyekben általában nagyméretű, nehéz- vagy közönséges vízzel feltöltött tartályok szerepeltek. Az ezekben tárolt nagy számú atom révén esély volt néhány neutrínó-okozta effektus kimutatására.

A Ted Jaeger (University of Iowa és Naval Research Laboratory), Robert Mutel és Kenneth Gayley (University of Iowa) által kidolgozott eljárásban most egy természetes anyagtömböt használtak fel, saját égi kísérőnket. Emellett természetesen földi műszerekre is szükség volt, a mérésekhez a Very Large Array (VLA) rádiótávcső-hálózatot és az Extended Very Large Array (EVLA) hálózatot használták fel. A rádiótávcsövek magukban nem képesek a neutrínók észlelésére, de segítségükkel kimutathatók azok a rádióhullámok, amelyek a neutrínók és a Hold anyaga közötti kölcsönhatás során keletkeznek.

A Hold segítségével megvalósított neutrínó-detektor működésének vázlata. Az érkező neutrínó és a holdi kőzet kölcsönhatása során keletkező rádiósugárzást földi, nagy érzékenységű rádiótávcsövekkel próbálják felfogni.
[Ted Jaeger, University of Iowa, NRAO/AUI/NSF]

A módszer teszteléséhez először egy héliummal töltött, rádióadóval felszerelt léggömböt engedtek fel a VLA fölé, majd a műszert a Hold felé fordították. A 200 órányi megfigyelési program során nem detektáltak egyetlen, ultranagy energiájú neutrínóval összefüggésbe hozható jelet sem. A negatív eredmény azonban nem jelent kudarcot: bár 1995 óta használnak hasonló technológiát a neutrínók vizsgálatához, a jelenlegi méréssorozat volt az eddigi legérzékenyebb megfigyelés.

Az elméletileg előrejelzett ultranagy energiájú neutrínók okaként az egyes elméletek eltérő forrásokat jelölnek meg, távoli galaxisok középpontjában levő szupernehéz fekete lyukaktól kezdve a szupernóva-robbanásokon át akár a téridő szövetén történő szakadásokig. A most bejelentett negatív eredmény alapján néhány lehetséges forrás azonnal kizárható, például az az elképzelés, miszerint ezen nagyenergiájú neutrínók a Tejútrendszer halojában történő kitörésekből származhatnak.

A többi lehetséges forrás vizsgálatához természetesen még érzékenyebb műszerekre lesz szükség, de egy napon a neutrínók segítségével egy teljesen új Univerzumra nyílhat ablak.

Forrás:

• Astronomy Now Online 2010.12.06.