O galaxie îndepărtată, poreclită "Shadow Blaster", ar fi putut dezvălui o sursă surprinzătoare de neutrini cosmici: formarea extremă de stele, în loc de o gaură neagră supermasivă. Descoperirea sugerează că galaxiile "starburst" (cu formare stelară intensă), ascunse și pline de praf, ar putea explica o fracțiune semnificativă a neutrinilor de înaltă energie din Univers.
Astronomii care au utilizat Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) au identificat sursa unui puternic impuls de neutrini cu ajutorul unui fenomen cosmic remarcabil, care a acționat ca un telescop natural. Ceea ce au descoperit a contrazis așteptările. Cercetătorii au suspectat inițial că o gaură neagră supermasivă alimentează o galaxie distantă extraordinar de luminoasă, legată de semnalul de neutrini. În schimb, observațiile au relevat că energia galaxiei provine din formarea intensă de stele. Această constatare oferă dovezi importante care ar putea contribui la explicarea originii multor neutrini misterioși de înaltă energie ai Universului.
Neutrinii sunt printre cele mai enigmatice particule cunoscute științei. Număr mare de ei trec prin spațiu, chiar și prin Pământ, cu o interacțiune minimă cu materia. Deși astronomii au identificat un număr mic de galaxii capabile să producă neutrini, aceste surse cunoscute nu sunt suficiente pentru a explica populația mare de neutrini de înaltă energie detectată până acum. Pentru a investiga originea uneia dintre aceste particule, o echipă internațională de cercetători de la MITOS Science Co., LTD., National Central University, Chung Yuan Christian University, Tohoku University, Fukui University of Technology și Observatorul Astronomic Național al Japoniei a efectuat observații de urmărire, utilizând ALMA și mai multe telescoape. Ținta lor a fost evenimentul de neutrini de înaltă energie IC 210922A, detectat de Observatorul de Neutrini IceCube din Polul Sud. Căutarea i-a condus la o galaxie excepțional de luminoasă, cunoscută sub numele de JCMT0402−0424, situată la aproximativ 11 miliarde de ani-lumină distanță de Pământ.
Galaxiile producătoare de neutrini identificate anterior au fost, în mod tipic, alimentate de găuri negre supermasive. Cu toate acestea, atunci când cercetătorii au examinat JCMT0402−0424, nu au găsit nicio dovadă a emisiilor energetice asociate în mod normal cu o astfel de gaură neagră. Galaxia este puternic învăluită de praf, făcând-o greu de observat în lumină vizibilă. La lungimi de undă submilimetrice, însă, ea strălucește intens. Datorită naturii sale ascunse și luminozității extreme la aceste lungimi de undă, echipa i-a acordat porecla "Shadow Blaster".
Astronomii au putut privi în adâncul "Shadow Blaster" datorită unei alinieri favorabile cu o altă galaxie, poziționată între ea și Pământ. Gravitația galaxiei din prim-plan a îndoit și amplificat undele radio provenite de la "Shadow Blaster", creând efectiv un telescop natural. Acest efect de lentilă gravitațională a produs imagini mai luminoase și mărite, care au permis ALMA să examineze galaxia îndepărtată în mult mai mult detaliu. Observațiile radio nu au arătat din nou niciun semn al unei găuri negre puternice. În schimb, datele au indicat o altă sursă de energie. Gazul și praful din întreaga galaxie par să fie încălzite în principal de formarea viguroasă de stele. Cercetătorii au identificat, de asemenea, un "nucleu compact" dens în centrul "Shadow Blaster". Cantități mari de gaz și praf sunt concentrate într-o regiune de doar aproximativ 1.500 de ani-lumină lățime. Un astfel de mediu extrem este capabil să genereze neutrini.
Rezultatele sugerează că galaxiile cu formare stelară intensă ar putea reprezenta o sursă importantă și anterior subestimată de neutrini de înaltă energie. Potrivit echipei, galaxiile compacte, bogate în praf, "starburst", aflate în proces de formare stelară rapidă, ar putea contribui cu o cotă substanțială la fondul de neutrini de înaltă energie. Analiza lor indică faptul că aceste galaxii ar putea reprezenta până la 20% din populația totală de neutrini de înaltă energie observați în Univers. Dacă sunt confirmate de studii viitoare, descoperirea ar putea remodela semnificativ înțelegerea oamenilor de știință cu privire la modul în care sunt produse unele dintre cele mai greu de detectat particule ale Universului.