Artykuł, w którym przedstawione są wyniki obserwacji "Multimessenger Observations of a flaring blazar coincident with high energy neutrino IceCube-170922A" został opublikowany w magazynie "Science" 13 lipca. Współautorami pracy są badacze z Obserwatorium Astronomicznego UJ - prof. Michał Ostrowski, dr hab. Marek Jamrozy oraz doktoranci: mgr Natalia Żywucka-Hejzner i mgr Angel Priyama Noel.
22 września ubiegłego roku znajdujące się na Antarktydzie obserwatorium IceCube wykryło wysokoenergetyczne neutrino (słabo oddziaływującą cząstkę elementarną) o prawdopodobnie kosmicznym pochodzeniu. Wykrycie pojedynczego neutrina nie daje możliwości zidentyfikowania jego źródła ze względu na niedostateczną dokładność takich obserwacji. Dlatego szybko po jego wykryciu rozpoczęły się obserwacje "podejrzanego" obszaru nieba za pomocą teleskopów astronomicznych rejestrujących różne zakresy promieniowania.
W cztery godziny po rozesłaniu przez zespół IceCube wezwania rozpoczęły się obserwacje w zakresie wysokich energii w promieniowaniu gamma - najpierw przez obserwatorium H.E.S.S. w Namibii, a potem, po 12 godzinach obserwacje przeprowadziło obserwatorium VERITAS znajdujące się w Arizonie (USA). Następnego dnia obserwacje kontynuowało obserwatorium MAGIC w Hiszpanii na Wyspach Kanaryjskich.
Powyższe obserwacje, prowadzone także przez wiele innych instrumentów w zakresach od radiowego do promieni gamma wysokich energii, wskazują na to, że źródłem zarejestrowanego neutrina może być galaktyka TXS 0506+056. Galaktyka, którą zidentyfikowano jako możliwe źródło zarówno promieniowania gamma jak i wysokoenergetycznych neutrin, znajduje się w odległości około 4 miliardów lat świetlnych od Ziemi i jest tak zwanym blazarem. Zawiera w swym centrum masywną czarną dziurę, na którą spada materia, co powoduje wypływy z jej pobliża strug materii i pól magnetycznych z prędkością bliską prędkości światła. W blazarze wypływ ten obserwowany jest wzdłuż osi strugi, w ktorej zachodzi przyspieszanie cząstek do bardzo wysokich energii. Z obserwacji promieni gamma nie można określić czy są to elektrony, czy też protony i cięższe jądra atomowe. Natomiast obserwacja neutrin to niewątpliwy ślad po przyspieszanych protonach lub nawet jądrach, które zderzając się cząstkami gazu międzygwiazdowego tworzą piony (nietrwałe cząstki elementarne), które następnie rozpadają się emitując neutrina.
Wykrycie promieni gamma w koincydencji z neutrinami fascynuje naukowców, gdyż ich powstanie musi być związane z przyspieszaniem jąder atomowych do wysokich energii, które stają się składową tzw. promieni kosmicznych. Pochodzenie promieni kosmicznych stanowiło zagadkę dla naukowców od chwili ich odkrycia ponad 100 lat temu.
Obserwacja promieni gamma i neutrin z blazara to pierwszy bezpośredni dowód na istnienie w tych obiektach kosmicznych akceleratorów protonów. Ponadto jest to kolejny sukces rozwijającej się obecnie astronomii wykorzystującej różne nośniki informacji (ang. "multimessenger astronomy"), w której łączone są obserwacje nie tylko w różnych zakresach widma elektromagnetycznego, ale także docierających do nas cząstek i innych fal, takich jak fale elektromagnetyczne, neutrina, promienie kosmiczne czy fale grawitacyjne.
Artykuł na temat tego ważnego odkrycia, będącego astronomiczną sensacją, opublikowano właśnie w magazynie "Science". Wkład polskich badaczy w jego powstanie był możliwy dzięki temu, że w pracach obserwatorium H.E.S.S. biorą szeroki udział naukowcy z Centrum Astronomicznego PAN, Instytutu Fizyki Jądrowej PAN, Uniwersytetu Warszawskiego, Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu oraz Uniwersytetu Jagiellońskiego. Polskie prace wspierane są przez granty Narodowego Centrum Nauki.
