28 juli 2021

Neutrino-sterrenkunde komt nu echt van de grond met IceCube

De 28 gedetecteerde neutrino's met op de x-as hun energie in TeV en op de y-as hun relatieve hoogte t.o.v. de horizon.

De 28 gedetecteerde neutrino’s met op de x-as hun energie in TeV en op de y-as hun relatieve hoogte t.o.v. de horizon. Credit: IceCube Collaboration

Als we het licht van sterren of sterrenstelsels zien – met het blote oog of met een telescoop – dan zien we in feite een bundel fotonen. In die zin bestaat ‘foton-sterrenkunde‘ al eeuwen lang en proberen we met steeds vernuftiger instrumenten ook fotonen te zien van objecten uit het vroege gedeelte van het heelal, miljarden lichtjaren van ons verwijderd. Maar naast fotonen komen we ook andere elementaire deeltjes uit het heelal, namelijk neutrino’s. Probleem daarbij is echter dat die in tegenstelling tot fotonen geen reactie aangaan met de staafjes en kegels in je oogvlies, maar dat ze dwars door je heen vliegen. Sterker nog, neem een blok lood van een lichtjaar dik en de meeste neutrino’s zullen daar met gemak ongehinderd doorheen vliegen, zonder één reactie met een looddeeltje. En toch lukt het sinds kort om neutrino’s afkomstig uit het heelal waar te nemen. De allereerste keer was 24 februari 1987, toen door drie neutrino-detectoren verspreid op aarde 24 neutrino’s werden gedetecteerd, die afkomstig waren van buiten het zonnestelsel. Ze waren afkomstig van SN1987A, een supernova die plaatsvond in de Grote Magelhaense Wolk, een begeleidend dwergsterrenstelsel van de Melkweg, 167.000 lichtjaar van ons verwijderd.

Een IceCibe-sensor, die in het ijs van de Zuidpool begraven ligt

Een IceCube-sensor, die in het ijs van de Zuidpool begraven ligt. Credit: IceCube Collaboration

Een paar weken terug werd gemeld dat de in het ijs van de Zuidpool begraven IceCube detector opnieuw twee kosmische neutrino’s had gedetecteerd, die voor de leut Bert en Ernie waren genoemd. En uit een deze week gehouden symposium blijkt dat IceCube tussen mei 2010 en mei 2012 28 neutrino’s – inclusief de genoemde Bert en Ernie – heeft gedetecteerd met energieën rond 50 TeV, waarvan men vermoedt dat de helft daarvan echte kosmische neutrino’s zijn. In de grafiek linksboven zie je die 28 neutrino’s en de twee meest rechtse met energieën boven de duizend TeV zijn Bert en Ernie. Verder onderzoek aan de neutrino’s moet uitwijzen of men echt te maken heeft met kosmische neutrino’s of dat het neutrino’s betreft die ontstaan zijn als een kosmisch deeltje – meestal een hoogenergetisch proton – in botsing komt met een deeltje uit onze eigen atmosfeer. Eén van de manieren waarop men dat doet is kijken naar het soort neutrino: is het een electron-neutrino. muon-neutrino of tau-neutrino? De ‘atmosferische neutrino’s’, die voor sterrenkundigen niet interessant zijn, zijn meestal muon-neutrino’s. Maar kosmische neutrino’s zouden in alle drie de varianten even vaak voor moeten komen en het lijkt erop dat dat met de 28 met IceCube gedetecteerde neutrino’s het geval is. De kosmische neutrino’s zouden afkomstig zijn van supernovae, microquasars en superzware zwarte gaten. De neutrino-sterrenkunde lijkt met IceCube begonnen te zijn. Bron: IceCube.

Laat wat van je horen

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.