Telescopul ascuns în gheața Antarcticii care detectează „particulele-fantomă” ale Universului

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

La Polul Sud, peste 5.000 de senzori sunt îngropați la aproape 2,5 kilometri adâncime. Ei detectează neutrini veniți din galaxii îndepărtate și din apropierea găurilor negre. Cum funcționează IceCube, observatorul recompensat cu Premiul Nobel pentru Fizică în 2026?

Observatorul IceCube este instalat în gheața Antarcticii, sub stația Amundsen–Scott de la Polul Sud. Rețeaua sa de senzori ocupă un volum de aproximativ un kilometru cub și detectează neutrinii care ajung pe Pământ din spațiu.

În interiorul gheții au fost amplasați 5.160 de senzori optici. Aceștia caută urmele unor particule aproape imposibil de oprit: neutrinii.

La 6 octombrie 2026, Premiul Nobel pentru Fizică i-a fost acordat cercetătorului Francis Halzen „pentru contribuțiile decisive la Observatorul de Neutrini IceCube și descoperirea neutrinilor de înaltă energie de origine astrofizică”.

De ce sunt neutrinii numiți „particule-fantomă”?

Neutrinii sunt particule elementare fără sarcină electrică și cu o masă extrem de mică. Sunt produși în reacții nucleare și în unele dintre cele mai violente fenomene cosmice, inclusiv în apropierea găurilor negre și în exploziile stelare.

Prin corpul fiecăruia dintre noi trec permanent trilioane de neutrini proveniți de la Soare. Nu îi simțim deoarece interacționează foarte rar cu materia.

Această proprietate le-a adus denumirea populară de „particule-fantomă”. Neutrinii pot străbate distanțe cosmice și cantități enorme de materie fără să fie absorbiți sau deviați. La energii foarte mari, probabilitatea unei interacțiuni crește, iar Pământul poate opri o parte dintre ei.

Tocmai dificultatea de a-i detecta explică dimensiunile IceCube. Pentru a surprinde câteva interacțiuni rare este necesar un volum uriaș de material transparent.

Cum a devenit gheața un telescop?

Cei 5.160 de senzori sunt distribuiți pe 86 de cabluri verticale, înghețate în găuri care coboară între aproximativ 1.450 și 2.450 de metri sub suprafață.

IceCube nu vede direct neutrinii. În cazuri rare, unul dintre ei se ciocnește de o particulă din gheață și produce alte particule încărcate electric. Acestea se deplasează prin gheață mai repede decât se propagă lumina în acel mediu și generează o scurtă strălucire albastră, numită radiație Cerenkov.

Fenomenul nu înseamnă că particulele au depășit viteza luminii în vid, limita impusă de teoria relativității. Lumina circulă mai încet prin gheață decât prin vid, iar particulele pot depăși această viteză redusă.

Senzorii înregistrează momentul și intensitatea fiecărui impuls luminos. Din modelul format, cercetătorii pot estima energia neutrino-ului și direcția din care a sosit.

Gheața antarctică este potrivită pentru această sarcină deoarece, la mare adâncime, este întunecată, transparentă și protejată de numeroase interferențe de la suprafață.

Ce a descoperit IceCube?

Observatorul a fost finalizat în decembrie 2010. În 2013, echipa sa a anunțat prima detectare clară a unui flux de neutrini cu energii foarte mari proveniți din afara Sistemului Solar. Rezultatul a deschis o nouă ramură a astronomiei.

În 2017, IceCube a detectat un neutrino a cărui direcție coincidea cu o puternică emisie de raze gamma produsă de TXS 0506+056, un blazar aflat la miliarde de ani-lumină. Un blazar este nucleul foarte activ al unei galaxii, alimentat de o gaură neagră supermasivă, cu unul dintre jeturile sale orientat aproximativ spre Pământ.

Alte analize au identificat dovezi ale emisiei de neutrini din galaxia activă NGC 1068 și din planul Căii Lactee. Originea exactă a celor mai mulți neutrini cosmici detectați rămâne însă necunoscută.

Ce pot arăta neutrinii despre Univers?

Telescoapele obișnuite observă diferite forme de lumină, de la unde radio până la raze gamma. Lumina poate fi absorbită de praf și gaz sau poate fi deviată și modificată în drumul său.

Neutrinii scapă din regiuni pe care lumina nu le poate dezvălui ușor. În plus, deoarece nu au sarcină electrică, nu sunt abătuți de câmpurile magnetice. Direcția din care sosesc poate indica locul în care au fost produși.

Prin compararea datelor IceCube cu observațiile telescoapelor optice, radio și gamma, astronomii pot studia aceleași evenimente prin semnale diferite. Această metodă, numită astronomie multimessenger, poate ajuta la identificarea fenomenelor care accelerează particulele la energii extreme.

Știați că?

Construirea IceCube a necesitat topirea unor găuri adânci de peste doi kilometri cu ajutorul apei fierbinți. După introducerea cablurilor și a senzorilor, apa a înghețat din nou, iar instrumentele au rămas captive în gheață.

Un senzor defect aflat la asemenea adâncime nu poate fi scos și reparat. Sistemul a fost proiectat să funcționeze timp îndelungat fără acces fizic la componentele îngropate.

IceCube folosește și Pământul ca filtru. Neutrinii pot traversa planeta, în timp ce numeroase alte particule sunt oprite, ceea ce îi ajută pe cercetători să separe semnalele cosmice de fondul produs în atmosferă.

Observatorul urmează să fie extins prin instalarea unor senzori mai performanți, iar proiectul IceCube-Gen2 ar putea mări considerabil volumul monitorizat.

Surse

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2026/press-release/

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2026/halzen/facts/

https://icecube.wisc.edu/science/icecube/

https://icecube.wisc.edu/science/research/

Vă recomandăm să citiți și:

Telescopul Hubble a descoperit un fenomen misterios la polul sudic al planetei Saturn

Un meteorit, vechi de 4,6 miliarde de ani, i-a uimit pe astronomi

Încă un mister al Lunii a fost elucidat. Ce a provocat asimetria bizară a satelitului Pământului?

3 mari mituri despre vreme. Cât de adevărate sunt și de ce persistă aceste preconcepții?