Teleskop Južný pól s južným pólom 280 ton, ktorý sa nachádza v južnom bode na Zemi, pomohol astronómom rozmotať povahu temnej energie a zachytiť skutočnú hmotu neutrín - nepolapiteľné subatomárne častice, ktoré prenikajú do vesmíru, a až kým veľmi nedávno sa považovalo za úplne bez merateľnej hmoty.
NSF financovaný južný pól Telescope (SPT) je špeciálne navrhnutý tak, aby študoval tajomstvá temnej energie, sily, ktorá údajne riadi nepretržité (a zjavne stále zrýchľujúce) rozširovanie vesmíru. Jeho schopnosti pozorovania v milimetrových vlnách umožňujú vedcom študovať Kozmické mikrovlnné pozadie (CMB), ktoré prenikne nočnou oblohou 14 miliárdročnou ozvenou Veľkého tresku.
Na potlač CMB sú položené siluety vzdialených klastrov galaxií - niektoré z najmasívnejších štruktúr, ktoré sa majú vytvoriť vo vesmíre. Umiestnením týchto klastrov a zmapovaním ich pohybu pomocou SPT môžu vedci vidieť, ako s nimi interaguje temná energia - a neutrína.
„Neutrína patria medzi najhojnejšie častice vo vesmíre,“ povedal Bradford Benson, experimentálny kozmológ z Chicagského inštitútu pre kozmologickú fyziku Kavli. „Každú sekundu nás prechádza asi jeden bilión neutrín, aj keď by ste si ich len ťažko všimli, pretože zriedka interagujú s„ normálnou “záležitosťou.“
Keby boli neutrína obzvlášť masívne, mali by vplyv na veľké zhluky galaxií pozorované pri SPT. Keby nemali hmotnosť, nemal by žiadny účinok.
Výsledky tímu spolupráce SPT sa však niekde medzi nimi prepadnú.
Aj keď bolo skúmaných iba 100 z 500 doteraz identifikovaných zhlukov, tím bol schopný stanoviť primerane spoľahlivú predbežnú hornú hranicu hmotnosti neutrín - opäť častice, o ktorých sa predtým predpokladalo, že majú žiadny hmota.
Predchádzajúce testy tiež priradili dolnú hranicu hmotnosti neutrín, čím sa znížila predpokladaná hmotnosť subatomárnych častíc na 0,05 - 0,28 eV (elektrónový volt). Po dokončení prieskumu SPT tím očakáva, že bude mať ešte viac sebavedomejší výsledok hmotnosti častíc.
„Vďaka kompletnému súboru údajov SPT budeme schopní vystaviť extrémne prísne obmedzenia temnej energii a prípadne určiť hmotnosť neutrín,“ povedal Benson.
"Mali by sme byť veľmi blízko úrovni presnosti potrebnej na detekciu neutrínových hmôt," poznamenal neskôr v e-maile adresovanom časopisu Space Magazine.
Takéto presné merania by neboli možné bez ďalekohľadu na južnom póle, ktorý je vďaka svojej jedinečnej polohe schopný pozorovať temnú oblohu veľmi dlhú dobu. Antarktída tiež ponúka SPT stabilnú atmosféru, ako aj veľmi nízku úroveň vodnej pary, ktorá by inak mohla absorbovať slabé signály milimetrovej vlnovej dĺžky.
„Teleskop na južnom póle sa ukázal byť korunným kameňom astrofyzikálneho výskumu, ktorý vykonáva NSF v Antarktíde,“ uviedol Vladimír Papitashvili, programový riaditeľ Antarktickej astrofyziky a geopriestorových vied na Úrade polárnych programov NSF. „Od svojho vzniku„ prvého svetla “ďalekohľadom dňa 17. februára 2007 vyrobil asi dve desiatky vedeckých publikácií, ktoré preskúmal vedecký pracovník. SPT je veľmi zameraný, dobre riadený a úžasný projekt.“
Zistenia tímu predstavil Bradford Benson na stretnutí Americkej fyzickej spoločnosti v Atlante 1. apríla.
