Šie egzotiški radijo signalai pirmą kartą buvo užfiksuoti 2016–2018 m. naudojant NASA prietaisą „Antarctic Impulsive Transient Antenna“ (ANITA) – ir nuo tada mokslininkai kelia įvairias hipotezes, siekdami rasti įtikinamus paaiškinimus. Dabar naujame tyrime, paskelbtame žurnale „Physical Review Letters“, pateikiama nauja perspektyva į šią neišspręstą mįslę.
ANITA – tai 24 radijo antenų rinkinys, pritvirtintas prie NASA baliono, kuris skraido 40 km aukštyje virš Antarktidos. Jo tikslas – analizuoti kosminius reiškinius, fiksuojant į atmosferą patenkančias radijo bangas. Antarktida buvo pasirinkta dėl mažo kitų radijo signalų trukdžių lygio.
Dauguma ANITA užfiksuotų radijo bangų paprastai ateina iš viršaus. Tačiau 2016 ir 2018 m. aptikti anomalūs signalai buvo kitokie – jie ateidavo iš po ledo paviršiaus. Tai leido manyti, kad signalai, prieš pasiekdami ANITA, keliavo per tūkstančius kilometrų uolienos. Uoliena turėjo sugerti signalus, tačiau jie išliko.
Susiję straipsniai
„Tai įdomi problema, nes mes vis dar neturime paaiškinimo, kas yra tos anomalijos, tačiau žinome, kad jos greičiausiai nėra neutrinų“, – sakė ANITA komandos fizikos docentė Stephanie Wissel.
Kadangi ANITA yra specialiai sukurta neutrinams fiksuoti, o neutrinai gali prasiskverbti pro milžiniškus materijos kiekius nesąveikaudami su ja, jie tapo pagrindiniais kandidatais. Neutrinai yra beveik masės neturinčios subatominės dalelės be krūvio. Jų Visatoje gausu, ir jie išsiskiria iš didelės energijos šaltinių – pavyzdžiui, Saulės – arba per didelius kosminius įvykius – tokius kaip supernovos.
Nors juos aptikti yra labai sunku, net viena dalelė gali suteikti įspūdingų įžvalgų apie kosminius įvykius, įvykusius už milijonų šviesmečių. ANITA yra vienas iš nedaugelio neutrinų detektorių, suprojektuotų fiksuoti vadinamąsias ledo liūtis – reiškinį, kuris įvyksta, kai neutrinų ir ledo sąveikos metu išsiskiria radijo bangos.
Kai tam tikros rūšies neutrinai susiduria su tankiu Antarkties ledu, jie išskiria antrinę dalelę, vadinamą tau leptonu. Dėl to įkrautos dalelės išskiria kitokio tipo radijo bangų pliūpsnį, kurį aptikti taip pat yra suprojektuotos ANITA antenos. Tai vadinama oro lietumi. S. Wissel apibūdina šiuos oro lietus kaip kažką panašaus į „viena kryptimi mojuojamą fejerverką, paliekantį už savęs ugnies pėdsakus“. Atsekus šių signalų kilmę ir išskyrus oro bei ledo pluošto skirtumus, galima nustatyti dalelių kilmę. Tačiau mokslininkams nepavyko susieti šių „anomalinių signalų“ su jokiu žinomu šaltiniu, ir be to, jie nepanašėjo į tipiškas neutrinų sąveikas. Komanda išanalizavo duomenis ir palygino juos su matematiniais modeliais bei kitais modeliavimais, siekdama atmesti kitus galimus paaiškinimus.
Tada mokslininkai palygino šiuos signalus su duomenimis iš kitų detektorių – pavyzdžiui, „IceCube“ ir Pierre’o Augero observatorijos – siekdami patikrinti, ar jie taip pat užfiksavo panašias radijo bangas. Keista, bet kiti detektoriai neužregistravo nieko, kas primintų tai, ką užfiksavo „ANITA“.
Taigi, kol kas mokslininkai atmetė tai, kas anksčiau buvo laikoma labiausiai tikėtinu paaiškinimu – kad tas radijo bangas sukėlė neutrinai. Šis reiškinys vėl buvo apibūdintas kaip „anomalus“, todėl mokslininkai atsakymų ieško būsimuose prietaisuose. Dabar jie tikisi, kad šią mįslę padės išsiaiškinti kitas galingas detektorius „Payload for Ultrahigh Energy Observations“ (PUEO).
Tyrimas paskelbtas žurnale „Physical Review Letters“.
Parengta pagal „New Atlas“.