22 września 2017 roku obserwatorium IceCube zarejestrowało wysokoenergetyczne neutrino, którego pochodzenie było prawdopodobnie kosmiczne. Wykrycie pojedynczego neutrina nie wystarcza do identyfikacji źródła jego pochodzenia. Bardzo szybko po ogłoszeniu detekcji rozpoczęły się obserwacje za pomocą teleskopów astronomicznych działających w przeróżnych zakresach widmowych. Już w cztery godziny po rozesłaniu wiadomości do teleskopów rozpoczęły się obserwacje w zakresie wysokich energii, najpierw przez obserwatorium H.E.S.S w Namibii, a potem, po 12 godzinach obserwacje przeprowadził teleskop VERITAS znajdujący się w Arizonie (USA). Następnego dnia obserwacje przeprowadził teleskop MAGIC w Hiszpanii na Wyspach Kanaryjskich. Te obserwacje dały jedynie górne ograniczenie na jasność źródła. Później teleskop MAGIC obserwował jeszcze ten obszar nieba w sumie przez 13 godzin od 24 września do 4 października zeszłego roku. W czasie tych obserwacje źródło pojaśniało i stało się wykrywalne.
Obserwacje, które prowadzone były przez wiele innych instrumentów w zakresie od radiowego do promieni gamma wysokich energii, wskazują na to, że źródłem neutrina była galaktyka TXS 0506+056 . Galaktyka ta znajduje się w odległości około 4 miliardów lat świetlnych od Ziemi i jest blazarem, czyli zawiera masywną czarną dziurę, na którą spada materia, co powoduje wypływy materii z centrum galaktyki z prędkością bliską prędkości światła. Obserwujemy ją wzdłuż kierunku wypływu takiej strugi materii. W blazarach zachodzi przyspieszanie cząstek do bardzo wysokich energii, ale z obserwacji promieni gamma nie możemy określić, czy są to elektrony, czy też protony i cięższe jądra atomowe. Obserwacje neutrin to ślad po przyspieszanych protonach lub nawet jądrach atomowych. Szybkie protony zderzają się z cząstkami gazu międzygwiazdowego, tworząc piony, które następnie rozpadają się emitując neutrina.
Wykrycie promieni gamma wraz z neutrinami fascynuje naukowców, gdyż ich powstanie musi być związane z przyspieszaniem cząstek promieniowania kosmicznego. Pochodzenie promieniowania kosmicznego stanowiło zagadkę dla naukowców od ponad 100 lat. Obserwacja promieniowania gamma i neutrin z blazara wskazuje na to, że w tych obiektach zachodzi przyspieszanie cząstek promieniowania kosmicznego. Mamy więc pierwszy bezpośredni dowód na istnienie kosmicznego akceleratora protonów. Ponadto jest to kolejny sukces nowej dziedziny astronomii, w której łączone są obserwacje nie tylko w różnych zakresach widma elektromagnetycznego, ale także różne rodzaje promieniowania: elektromagnetyczne, neutrina, promieniowanie kosmiczne czy fale grawitacyjne.
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 br. Współautorami tej pracy są pracownicy Centrum Astronomicznego im. M. Kopernika PAN będący członkami zespołu H.E.S.S.: prof. Włodzimierz Kluźniak, prof. Rafał Moderski, prof. Bronisław Rudak i prof. Andrzej Zdziarski.
Rysunek przedstawia obszar nieba z którego pochodzi zarejestowane neutrino. Zaznaczone jest położenie blazara TXS 0506+0516. Rysunek z przytaczanej pracy.
