Uit een persbericht van de University of Wisconsin:
Hoewel het nog in aanbouw is, levert het IceCube Neutrino-observatorium op de zuidpool al wetenschappelijke resultaten op, waaronder een vroege bevinding over een fenomeen waarvoor de telescoop niet eens was ontworpen om te bestuderen.
IceCube vangt signalen op van notoir ongrijpbare maar wetenschappelijk fascinerende subatomaire deeltjes die neutrino's worden genoemd. De telescoop richt zich op hoogenergetische neutrino's die door de aarde reizen en informatie verschaffen over verre kosmische gebeurtenissen zoals supernova's en zwarte gaten in het deel van de ruimte dat zichtbaar is vanaf het noordelijk halfrond.
Een van de uitdagingen bij het detecteren van deze relatief zeldzame deeltjes is echter dat de telescoop voortdurend wordt gebombardeerd door andere deeltjes, waaronder veel die worden gegenereerd door kosmische straling die in wisselwerking staat met de atmosfeer van de aarde over de zuidelijke helft van de hemel. Voor de meeste IceCube-neutrino-fysici zijn deze deeltjes gewoon achtergrondgeluid, maar de onderzoekers van de University of Wisconsin-Madison, Rasha Abbasi en Paolo Desiati, met medewerker Juan Carlos Díaz-Vélez, erkenden een kans in de kosmische straling.
“IceCube is niet gebouwd om naar kosmische straling te kijken. Kosmische straling wordt als achtergrond beschouwd ', zegt Abbasi. "We hebben echter miljarden gebeurtenissen van neerwaartse kosmische stralen op de achtergrond, die erg spannend werden."
Abbasi zag een ongebruikelijk patroon toen ze naar een 'skymap' keek van de relatieve intensiteit van kosmische straling gericht op het zuidelijk halfrond van de aarde, met een overmaat aan kosmische straling gedetecteerd in een deel van de lucht en een tekort in een ander deel. Een soortgelijke scheefheid, 'anisotropie' genoemd, is door eerdere experimenten gezien vanaf het noordelijk halfrond, zegt ze, maar de bron is nog steeds een mysterie.
"In het begin wisten we niet wat we konden verwachten. Om te zien dat deze anisotropie zich uitstrekt tot aan de hemel op het zuidelijk halfrond, is een extra stukje van de puzzel rond dit raadselachtige effect - of het nu komt door het magnetische veld om ons heen of door het effect van een nabijgelegen supernova-overblijfsel, we weten het niet, "zegt Abbasi .
Het nieuwe resultaat wordt op 1 augustus gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters, uitgegeven door de American Astronomical Society.
Een mogelijke verklaring voor het onregelmatige patroon zijn de overblijfselen van een geëxplodeerde supernova, zoals het relatief jonge nabijgelegen supernova-overblijfsel Vela, waarvan de locatie overeenkomt met een van de hotspots van de kosmische straling in de anisotropie-skymap. Het patroon van kosmische straling onthult ook meer details over de interstellaire magnetische velden die worden geproduceerd door bewegende gassen van geladen deeltjes nabij de aarde, die moeilijk te bestuderen en slecht te begrijpen zijn.
Op dit moment "kunnen we sommige modellen voorspellen, maar we hebben geen concrete kennis van het magnetische veld op kleine schaal", zegt Abbasi. "Het zou heel mooi zijn als we dat deden - we hadden veel meer vooruitgang geboekt in het veld."
Aangezien bijna alle kosmische signalen worden beïnvloed door de interstellaire magnetische velden, zou een beter totaalbeeld van deze velden een groot aantal natuurkunde- en astronomiestudies helpen, zegt ze, eraan toevoegend dat hun nieuw gerapporteerde bevindingen sommige voorgestelde theorieën over de bron van de Anisotropie op het noordelijk halfrond.
De IceCube-groep breidt momenteel haar analyse uit om haar begrip van de anisotropie op een meer gedetailleerde schaal te verbeteren en zich verder te verdiepen in de mogelijke oorzaken. Terwijl de nieuw gepubliceerde studie gegevens gebruikte die in 2007 en 2008 waren verzameld van slechts 22 strings optische detectoren in de IceCube-telescoop, analyseren ze nu gegevens van 59 van de 79 strings die tot op heden aanwezig zijn. Na voltooiing in 2011 zal de door de National Science Foundation ondersteunde telescoop een kubieke kilometer Antarctisch ijs vullen met 86 snaren die meer dan 5.000 digitale optische sensoren bevatten.
"Dit is opwindend omdat dit effect het 'rokende wapen' zou kunnen zijn voor ons lang gezochte begrip van de bron van hoogenergetische kosmische straling", zegt Abbasi.
