Ένα από τα πιο αινιγματικά «μηνύματα» του Σύμπαντος φαίνεται πως κατάφεραν να ανιχνεύσουν για πρώτη φορά οι επιστήμονες, σύμφωνα με ανακοίνωση του Πανεπιστημίου του Τόκιο.

Πρόκειται για τα σχεδόν άυλα σωματίδια που ονομάζονται νετρίνα, τα οποία ενδέχεται να αποτελούν το αποτύπωμα δισεκατομμυρίων εκρήξεων υπερκαινοφανών αστέρων (σουπερνόβα) που συνέβησαν από τη γέννηση του Σύμπαντος μέχρι σήμερα.

Αν το εύρημα επιβεβαιωθεί, θα πρόκειται για την πρώτη ανίχνευση του λεγόμενου Διάχυτου Υποβάθρου Νετρίνων από Σουπερνόβα (Diffuse Supernova Neutrino Background – DSNB), ενός εξαιρετικά ασθενούς «ηχητικού αποτυπώματος» που οι επιστήμονες παρομοιάζουν με τους διακριτικούς ψιθύρους των άστρων που πέθαναν πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.

Τα «κοσμικά φαντάσματα» που διαπερνούν τα πάντα

Τα νετρίνα είναι τα δεύτερα πιο άφθονα σωματίδια στο Σύμπαν, μετά τα φωτόνια.

Έχουν σχεδόν μηδενική μάζα και δεν διαθέτουν ηλεκτρικό φορτίο, γεγονός που τους επιτρέπει να διαπερνούν σχεδόν οποιαδήποτε ύλη χωρίς να αλληλεπιδρούν μαζί της.

Οι φυσικοί τα αποκαλούν συχνά «κοσμικά φαντάσματα», καθώς περίπου 100 τρισεκατομμύρια νετρίνα διαπερνούν κάθε άνθρωπο κάθε δευτερόλεπτο με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός, χωρίς να γίνονται αντιληπτά.

Στην πραγματικότητα, είναι εξαιρετικά σπάνιο κάποιο από αυτά να συγκρουστεί με άτομο του ανθρώπινου σώματος ακόμη και σε ολόκληρη τη διάρκεια μιας ζωής.

Οι «ψίθυροι» από δισεκατομμύρια εκρήξεις σουπερνόβα

Η νέα έρευνα συνδέει αυτά τα σωματίδια με τις εκρήξεις των λεγόμενων σουπερνόβα «κατάρρευσης πυρήνα», δηλαδή των εκρήξεων που σηματοδοτούν τον θάνατο άστρων με μάζα πολλαπλάσια του Ήλιου.

Όταν τέτοια άστρα εξαντλήσουν τα πυρηνικά τους καύσιμα, ο πυρήνας τους δεν μπορεί πλέον να αντισταθεί στη βαρύτητα και καταρρέει βίαια.

Η κατάρρευση προκαλεί μια τεράστια έκρηξη που εκτοξεύει τα εξωτερικά στρώματα του άστρου στο Διάστημα, ενώ στο κέντρο του απομένει είτε ένας αστέρας νετρονίων είτε μια μαύρη τρύπα.

Κατά τη διάρκεια αυτών των εκρήξεων απελευθερώνεται τεράστια ποσότητα ενέργειας, όχι μόνο με τη μορφή φωτός αλλά και νετρίνων.

Επειδή σουπερνόβα εκρήγνυνται σε ολόκληρο το Σύμπαν εδώ και περίπου 13 δισεκατομμύρια χρόνια, τα νετρίνα τους έχουν συσσωρευτεί δημιουργώντας ένα αμυδρό «υπόβαθρο» που μέχρι σήμερα παρέμενε αόρατο.

Η πρώτη ένδειξη από τον ανιχνευτή Super-Kamiokande

Η πιθανή ανίχνευση έγινε στον Super-Kamiokande, έναν από τους μεγαλύτερους ανιχνευτές νετρίνων στον κόσμο, ο οποίος βρίσκεται περίπου 1.000 μέτρα κάτω από τη γη στην επαρχία Γκίφου της Ιαπωνίας.

Οι ερευνητές ανέλυσαν σχεδόν 14 χρόνια παρατηρήσεων, εξετάζοντας τις αμυδρές λάμψεις φωτός Cherenkov που παράγονται όταν κάποιο νετρίνο αλληλεπιδρά με τους 50.000 τόνους υπερκαθαρού νερού που περιέχει ο ανιχνευτής.

Η ανάλυση αποκάλυψε ένα σήμα που συμφωνεί με τις θεωρητικές προβλέψεις για το Διάχυτο Υπόβαθρο Νετρίνων από Σουπερνόβα.

Αν και απαιτείται περαιτέρω επιβεβαίωση, οι επιστήμονες εκτιμούν ότι πρόκειται για την ισχυρότερη μέχρι σήμερα ένδειξη ότι αυτό το κοσμικό «αποτύπωμα» εντοπίστηκε για πρώτη φορά.

«Η παρατήρηση της πρώτης ένδειξης του Διάχυτου Υποβάθρου Νετρίνων από Σουπερνόβα αποτελεί ένα εξαιρετικά σημαντικό επίτευγμα και έναν στόχο που επιδιώκαμε από την αρχή του προγράμματος Super-Kamiokande», δήλωσε ο Χιρογιούκι Σεκίγια από το Πανεπιστήμιο του Τόκιο.

Ένα νέο παράθυρο στην ιστορία του Σύμπαντος

Οι επιστήμονες θεωρούν ότι η επιβεβαίωση του σήματος θα αποτελέσει σημαντικό βήμα για την κατανόηση του κύκλου ζωής των άστρων και του τρόπου με τον οποίο εμπλουτίζουν το Σύμπαν με βαρύτερα χημικά στοιχεία, από τα οποία σχηματίζονται πλανήτες και τελικά η ίδια η ζωή.

Παράλληλα, θα προσφέρει πολύτιμες πληροφορίες για τη δημιουργία μαύρων τρυπών και αστέρων νετρονίων, δύο από τα πιο ακραία αντικείμενα του Σύμπαντος.

Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει ήδη να συνδυάσει τα νέα δεδομένα του Super-Kamiokande με τις μελλοντικές παρατηρήσεις του ακόμη ισχυρότερου ανιχνευτή Hyper-Kamiokande, ο οποίος αναμένεται να αυξήσει σημαντικά την ευαισθησία των μετρήσεων και να επιβεβαιώσει οριστικά αν οι αστρονόμοι άκουσαν πράγματι για πρώτη φορά τους «ψιθύρους» των άστρων που πέθαναν πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.