พบแหล่งกำเนิด "นิวทริโนพลังงานสูง" ครั้งแรก นักดาราศาสตร์ได้ช่องทางศึกษาท้องฟ้ามากขึ้น

นักดาราศาสตร์ประกาศค้นพบอนุภาคนิวทริโนพลังงานสูงเป็นครั้งแรก ด้วยเครื่องตรวจวัดจากหอสังเกตการณ์นิวทริโนพลังงานสูงบริเวณขั้วโลกใต้ ในโครงการไอซ์คิวบ์ และสามารถยืนยันได้ว่าอนุภาคนิวทริโนพลังงานสูงดังกล่าวมีแหล่งกำเนิดจากกาแล็กซีกัมมันต์ซึ่งอยู่นอกกาแล็กซี่ทางช้างเผือก นำไปสู่ยุคใหม่ของการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ นอกเหนือจากการสังเกตการณ์วัตถุท้องฟ้าหรือการเก็บข้อมูลจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

นิวทริโนเป็นอนุภาคที่มีอันตรกิริยาที่อ่อนมากกับอนุภาคชนิดอื่น มีคุณสมบัติทะลุทะลวงผ่านสสารต่างๆ รวมถึงร่างกายของเราจึงตรวจจับได้ยากมาก กระทั่งนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์สามารถสร้างเครื่องตรวจจับนิวทริโน และค้นพบว่านิวทริโนมีมวล อีกทั้งยังเปลี่ยนชนิดได้ จนนำไปสู่การคว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2558

สำหรับวิธีการตรวจวัดนิวทริโนพลังงานสูงต้องตรวจวัดนิวทริโนที่มาจากนอกระบบสุริยะเท่านั้น นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์นานาประเทศจึงร่วมกันดำเนินโครงการไอซ์คิวบ์ สร้างหอสังเกตการณ์นิวทริโนพลังงานสูงบริเวณขั้วโลกใต้บนพื้นที่กว่าหนึ่งตารางกิโลเมตร เมื่อนิวทริโนพลังงานสูงจากอวกาศผ่านเข้ามายังโลกจะชนกับโมเลกุลน้ำ เกิดเป็นแสงสว่างวาบ ทำให้สามารถตรวจจับนิวทริโนพลังงานสูงเหล่านั้นได้

ที่ผ่านมามีการตรวจพบนิวทริโนพลังงานสูงที่ไม่สามารถระบุที่มาถึงสามครั้ง จนกระทั่งวันที่ 22 กันยายน 2560 เครื่องตรวจวัดนิวทริโนในโครงการไอซ์คิวบ์ ตรวจพบนิวทริโนพลังงานสูงจากกลุ่มดาวนายพราน สอดคล้องกับการปะทุรังสีแกมมาหลายครั้งจากกาแล็กซี่กัมมันต์ TXS 0506+056 บริเวณกลุ่มดาวนายพราน นักดาราศาสตร์จึงร่วมกันสังเกตการณ์ในทุกช่วงคลื่น ตั้งแต่คลื่นวิทยุจนถึงรังสีแกมมา

การสังเกตจากหลายความยาวคลื่นพบข้อมูลตรงกันคือ กาแล็กซีกัมมันต์ TXS 0506+056 กำลังอยู่ในช่วงลุกจ้า จึงสรุปได้ว่านิวทริโนพลังงานสูงที่ค้นพบเกิดจากการปะทุรังสีแกมมาของกาแล็กซี่กัมมันต์ดังกล่าว และคาดว่ามีหลุมดำมวลยวดยิ่งอยู่บริเวณใจกลางกาแล็กซีนี้ ซึ่งกรณีนี้ เป็นกาแล็กซีกัมมันต์ชนิดพิเศษ ที่มีชื่อว่า “เบลซาร์” นอกจากนี้ ยังพบว่าการแผ่รังสีในครั้งนี้ไม่ได้มาจากตัวหลุมดำเอง แต่มาจากบริเวณรอบหลุมดำ

นายอภิมุข วัชรางกูร นักวิจัยด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์พลังงานสูง สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.) กล่าวว่า การค้นพบอนุภาคนิวทริโนพลังงานสูงในครั้งนี้นำไปสู่ยุคใหม่ของการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ นอกเหนือจากการสังเกตการณ์วัตถุท้องฟ้าหรือการเก็บข้อมูลจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่ง สดร. มีนักวิจัยที่ศึกษาวิจัยด้านดาราศาสตร์กาแล็กซีกัมมันต์ด้วยเช่นกัน นอกจากนี้ ยังส่งนักศึกษาไทยร่วมฝึกอบรมด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์อนุภาค ภายใต้โครงการความร่วมมือกับ สถาบันเดซี ประเทศเยอรมนี (DESY: Deutsches Elektronen-Synchrotron) หนึ่งในห้องปฏิบัติการชั้นนำของโลกด้านฟิสิกส์อนุภาคมูลฐานอีกด้วย

"เป็นที่น่ายินดีว่าสถาบันเดซี มีความร่วมมือโดยตรงกับโครงการไอซ์คิวบ์ ที่สามารถค้นพบอนุภาคนิวทริโนพลังงานสูงดังกล่าว รวมถึงโครงการหมู่กล้องโทรทรรศน์รังสีเชอร์เรนคอฟ (Cherenkov Telescope Array : CTA) ซึ่งเป็นโครงการสำหรับสร้างกล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมาพลังงานสูงขนาดใหญ่ที่สุดในโลกในอนาคตอันใกล้นี้"

สดร.ยังเป็นหนึ่งใน 212 สถาบัน จาก 32 ประเทศ ที่มีบทบาทสำคัญในโครงการ CTA ร่วมออกแบบและสร้างเครื่องเคลือบกระจกสำหรับเคลือบกระจกกล้องโทรทรรศน์ในโครงการดังกล่าวกว่า 6,400 ชิ้น เพื่อรักษาประสิทธิภาพกระจกกล้องโทรทรรศน์ในการรับรังสีเชอร์เรนคอฟจากอวกาศอีกด้วย

นอกจากนี้ สดร. ยังเข้าร่วมโครงการจูโน (Jiangmen Underground Neutrino Observatory) ซึ่งเป็นโครงการสร้างเครื่องตรวจจับนิวตริโนขนาดใหญ่ที่ประเทศจีน นอกจากจะการศึกษาคุณสมบัติต่างๆ ของนิวตริโนแล้ว โครงการจูโนยังเป็นเหมือนกล้องตรวจวัดนิวตริโนที่มาจากกาแล็กซี่กัมมันต์ รวมทั้งนิวตริโนที่อาจจะเกิดจากปฏิกิริยาระหว่างสสารมืดอีกด้วย