Hoogenergetische neutrino’s voor het eerst ontdekt in de Melkweg

Neutrino’s spelen een belangrijke rol in de kernfysica, bijvoorbeeld bij kernfusie in de zon. Maar de neutrino’s waarnaar IceCube op zoek is, zijn miljoenen tot miljarden keren energieker en worden geproduceerd in stellaire explosies en in de buurt van superzware zwarte gaten in verre sterrenstelsels. Maar ook in onze Melkweg zou de interactie van kosmische straling met gas en stof hoogenergetische neutrino’s moeten produceren, samen met gammastraling. Maar hoewel deze gammastraling kan worden gedetecteerd door satellietobservatoria, is de zoektocht naar galactische neutrino’s tot nu toe niet succesvol geweest.

Het probleem: kosmische straling produceert ook neutrino’s in de atmosfeer van de aarde en deze ruis wordt toegevoegd aan het gewenste signaal van de Melkweg. Door hun methoden te verbeteren zijn de IceCube-onderzoekers er nu echter in geslaagd om neutrino’s uit de Melkweg zichtbaar te maken. Aan de ene kant hebben wetenschappers gebeurtenissen uitgefilterd die uit de zuidelijke hemel komen en dus uit de richting van het centrum van de Melkweg. Om de exacte oorsprong van de geregistreerde neutrino’s te bepalen, werd een op machine learning gebaseerde methode gebruikt die voornamelijk aan de TU Dortmund was ontwikkeld. “Deze verbeterde methoden betekenen dat we ongeveer tien keer meer neutrino’s hebben kunnen gebruiken voor evaluatie dan voorheen, en met een betere richtingsnauwkeurigheid”, legt Mirco Hünnefeld van TU Dortmund uit. “Over het algemeen was onze analyse drie keer gevoeliger dan eerdere onderzoeksmethoden.”

De op deze manier geëvalueerde IceCube-gegevens geven voor het eerst een beeld van de Melkweg zoals die eruitziet met neutrino-ogen. “Dit beeld bevestigt wat we tot nu toe weten over de Melkweg en kosmische straling”, zei IceCube-onderzoeker Steve Sclafani. Maar dit is nog maar het begin. IceCube blijft gegevens verzamelen en methoden moeten verder worden verbeterd. “Zo krijgen we een beeld met een steeds betere resolutie”, legt Denise Caldwell van het IceCube Project uit. Zo willen wetenschappers precies weten waar neutrino’s vandaan komen. “Natuurlijk hopen we ook voorheen onbekende en nooit eerder geziene structuren in onze Melkweg te ontdekken.” (dpa/moeder)