Ein kosmischer Zufall hat es ermöglicht, ein extrem energiereiches Neutrinosignal bis zu seiner Quelle zurückzuverfolgen. Die Astronomen erwarteten dort ein supermassives Schwarzes Loch zu finden, stießen aber auf eine Galaxie in brodelnder Sternentstehung, die den Spitznamen "Shadow Blaster" trägt.
Diese Entdeckung verändert unser Verständnis vom Ursprung der Neutrinos, dieser Geisterteilchen aus dem All.
Das Neutrino-Ereignis IC 210922A, detektiert vom IceCube-Observatorium am Südpol, wurde bis zu einer fernen Galaxie namens JCMT0402-0424 zurückverfolgt. Diese Galaxie, etwa 11 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt, leuchtet intensiv im Submillimeterbereich, ist aber im sichtbaren Licht von Staub verdeckt. Die Forscher nutzten das ALMA-Teleskop in Chile, um sie im Detail zu untersuchen.
Darstellung der Studie. Der Hintergrund zeigt das Universum vom Urknall bis heute. ALMA hat die Galaxie "Shadow Blaster" in Richtung des Neutrinos IC 210922A eingefangen. Die ALMA-Radiobeobachtungen zeigen vier durch Gravitationslinse verzerrte Bilder. Der Kreis zeigt eine Künstleransicht der Galaxie. Bildnachweis: MITOS
Eine zufällige Ausrichtung ermöglichte es, Shadow Blaster mit außergewöhnlicher Schärfe zu beobachten. Eine Galaxie, die sich zwischen der Erde und dem Zielobjekt befindet, wirkte als Gravitationslinse und verzerrte und verstärkte das Licht. Dieser natürliche Lupeneffekt gab den Astronomen hellere und vergrößerte Bilder der fernen Galaxie, die sonst unzugängliche Details enthüllten.
Die ALMA-Daten zeigten keine Anzeichen eines aktiven Schwarzen Lochs. Stattdessen entdeckten die Wissenschaftler einen dichten, kompakten Kern von etwa 1.500 Lichtjahren Durchmesser, in dem Gas und Staub konzentriert sind. Die Bedingungen dort sind so extrem, dass die Sternentstehung besonders intensiv ist, und diese Aktivität könnte hochenergetische Neutrinos produzieren.
Diese Entdeckung deutet darauf hin, dass staubreiche Starburst-Galaxien eine Hauptquelle kosmischer Neutrinos sein könnten. Bisher dachte man, dass nur supermassive Schwarze Löcher dazu in der Lage seien. Die Forscher schätzen, dass diese Galaxien zu etwa 20 % der im Universum detektierten hochenergetischen Neutrinos beitragen könnten.