A világegyetemet felépítő elemi részecskék egyik legfontosabbika egyben a legrejtélyesebb is. A neutrínók mindenütt jelen vannak, másodpercenként 100 billiárd ilyen részecske száguld át a testünkön, de mivel nincs töltésük, tömegük pedig nagyon kicsi, rendkívül nehéz észlelni őket. Gyakorlatilag korlátok nélkül róják a kozmoszt, közel fénysebességgel száguldva át bolygókon, csillagokon és galaxisokon. A szakértőknek azonban több évtizedes munkával sikerült olyan detektorokat építeniük, amelyek révén észlelhetők ezek a részecskék is.

A kutatókat különösen érdeklik azok a neutrínók, amelyek a Naprendszeren kívülről származnak. Az első ilyen részecskéket öt évvel ezelőtt sikerült észlelni egy déli-sarki rendszer segítségével. Akkor azonban azt még nem tudták megállapítani a szakértők, hogy ezek a nagyenergiájú, kozmikus neutrínók honnan származnak: sőt, úgy tűnt, hogy többféle irányból is bombázzák a Földet. A megfigyelések azonban továbbra is folytatódtak, és nemrégiben újabb fontos lépést sikerült megtenni a Naprendszeren kívüli neutrínók tanulmányozásában: a szakértők találtak egy olyan részecskét, amelynek származási helyét is meg tudták állapítani.

A déli-sarki IceCube obszervatórium naponta több száz neutrínót észlel, ezek többsége azonban a Föld közelében képződik, például a nagyenergiájú kozmikus sugarak és a légkör részecskéinek interakcióiban. 2017. szeptember 22-én a rendszer ráakadt egy neutrínóra, amely más volt, mint a többi: sokkal nagyobb energiájú volt ezeknél, ami azt sugallta, hogy jóval távolabbról származik.

És a kutatók ebben az esetben azt is kiderítették, hogy honnan. A piciny részecske útját egy 4 milliárd fényévre található galaxis szupernehéz fekete lyukáig követték vissza! A kérdéses fekete lyuk akkor bocsátotta ki magából a neutrínót, amikor a Föld még csak formálódott, a részecske pedig több más társával együtt évmilliárdokat utazott az űrben, mire elérte bolygónkat. A távoli neutrínók java aztán észrevétlenül haladt át a planétán is, egyiküket azonban detektálta az IceCube.

A déli-sarki rendszer több mint 80 darab 2,5 kilométer mély, jégbe fúrt lyukból áll, amelyeket fotoszenzorok ezreivel szereltek fel. Bár a neutrínókra nem hatnak az elektromágneses erők, és általában a normál anyaggal sem kerülnek interakció, nagyon ritkán egy-egy részecske kölcsönhatásba kerül egy atommaggal. Ebben a reakcióban egy újfajta részecske képződik, amelynek aprócska felvillanását a fotoszenzorok érzékelni tudják.

Pontosan ez történt tavaly szeptemberben is: egy neutrínó beleüközött a jég egy atommagjába, és az interakciót érzékelte a rendszer. A csillagászok perceken belül értesültek az eseményről, és világszerte riasztották kollégáikat. A fényjel minőségéből következtetni lehetett a neutrínó származási helyére, így rövid időn belül számos távcső irányult az égbolt egy látszólag érdektelen foltjára. A területet az elektromágneses spektrum minden lehetséges hullámhosszán megvizsgálták, miközben az IceCube-os csapat az archív adatokon is átrágta magát. Menet közben több mint 600 olyan objektumot azonosítottak, amely a neutrínó forrása lehet, de a jelölteket végül sikerült egyetlen egyre redukálni.

Az elemzések után állva maradt jelölt egy úgynevezett blazár, vagyis egy nagyon nagy energiájú, aktív galaxismag, amelynek szupernehéz fekete lyuka nagyenergiájú részecskékkel bombázza a Földet. A kérdéses rendszer, a TXS 0506+056 az Orion csillagképben található, és az archív adatok alapján az IceCube 2014–2015 folyamán több innen eredő, alacsonyabb energiájú neutrínót is detektált már. Az eredet kérdését azzal is sikerült alátámasztani, hogy a Fermi űrtávcső és egy kanári-szigeteki távcső is nagyenergiájú gammakitörést érzékelt a blazár irányából a neutrínó észlelése után nem sokkal.

A csillagászok szerint az eredmény új fejezetet nyithat a kozmosz megismerésében, a neutrínók révén ugyanis mindenféle újdonságok tudhatók meg azok származási helyéről, például az említett blazárról is, és persze magukról a rejtélyes részecskékről is.