Το γιγαντιαίο IceCube θα μπορούσε να πάρει εικόνες του γήινου πυρήνα

Πηγή: NewScientist, 23 Νοεμβρίου 2007

Μια γιγαντιαία 'μηχανή' απεικόνισης που έχει θαφτεί μέσα στον πάγο του Νότιου Πόλου θα μπορούσε μια ημέρα να δημιουργήσει εικόνες του γήινου πυρήνα. Σύμφωνα με έναν νέο υπολογισμό, το όργανο που ονομάζεται IceCube - θα μπορούσε να παραγάγει μια εικόνα του πυκνού γήινου σιδερένιου πυρήνα, έστω κι αν βρίσκεται κάτω από τον ελαφρύτερο βραχώδη μανδύα.

Μια επισκόπηση του σταθμού του Νότιο Πόλου αριστερά του διαδρόμου και της περιοχής που κατασκευάζεται το IceCube δεξιά.

Το IceCube, που αυτή την περίοδο βρίσκεται υπό κατασκευή,  έχει ως σκοπό να ανιχνεύσει τα νετρίνα, τα οποία είναι τόσο άπιαστα που μπορούν να διαφύγουν αρκετά εύκολα μέσα από τον πλανήτη μας.

Μερικά νετρίνα, εντούτοις, δεν είναι τόσο τυχερά και βαθιά κάτω από το Νότιο Πόλο το IceCube σχεδιάζεται ώστε να τα αναγνωρίσει. Η μηχανή αποτελείται από χιλιάδες ανιχνευτές και θα έχει όγκο ένα κυβικό χιλιόμετρο μέσα στον πάγο.

Οι ανιχνευτές θα κοιτάζουν προς τα κάτω, προσέχοντας να εμφανιστεί μία μπλε λάμψη του φωτός, που θα σημαίνει ότι ένα νετρίνο αφού πέρασε μέσα από το μεγαλύτερο μέρος του πλανήτη 'πιάστηκε' στον ανταρκτικό πάγο.

Ο κύριος στόχος είναι να ανιχνευτούν τα νετρίνα που προέρχονται από εξωτικά αντικείμενα στο βαθύ διάστημα, όπως από τις γιγαντιαίες μαύρες τρύπες στους γαλαξιακούς πυρήνες, χρησιμοποιώντας τον όγκο της Γης ως ασπίδα για να απομακρύνουν τον ανεπιθύμητο θόρυβο από άλλα κοσμικά σωματίδια.

Όμως το IceCube θα μπορούσε, επίσης, να χρησιμεύσει κι ως ένας πλανητικός ανιχνευτής. Μερικά νετρίνα έχουν υπερβολικά υψηλή ενέργεια, πάνω από 10 τρισεκατομμύρια ev (εκατομμύρια φορές περισσότερη από τις τυπικές τιμές της ενέργειας της πυρηνικής ακτινοβολίας). Αυτά τα ενεργητικά σωματίδια δεν ξεφεύγουν τόσο πολύ από το 'στρώμα' της Γης, και ένα μεγάλο μέρος τους θα σταματήσει από τα γήινα στρώματα του σιδήρου και του βράχου.

Οι αστρονόμοι είχαν ελπίσει να βρουν μια ισχυρή ακτίνα νετρίνων από μια απόμακρη πηγή - ίσως μία από εκείνες τις γιγαντιαίες μαύρες τρύπες - που θα μπορούσαν έπειτα να παρακολουθήσουν με το IceCube καθώς η Γη θα περιστρέφεται, ανιχνεύοντας την πορεία της ακτίνας έξω από τον πλανήτη για να αποκαλύψουν τη δομή του.

Δυστυχώς ο προκάτοχος του IceCube, το τηλεσκόπιο AMANDA, δεν μπορούσε να δει κάποια από αυτές τις απόμακρες πηγές των νετρίνων. Θα πρέπει όλα αυτά να είναι αρκετά εξασθενημένα. "Θα τα δούμε με το IceCube, αλλά δεν είναι αρκετά ισχυρά για να σαρώσουν τη Γη," λέει η Maria Gonzalez-Garcia του πανεπιστημίου της Βαρκελώνης.

Αντίθετα, η Gonzalez-Garcia και οι συνάδελφοι της έχουν βρει ότι το IceCube μπορεί να χρησιμοποιήσει μια διάχυτη λάμψη των νετρίνων, που δημιουργείται στη γήινη ανώτερη ατμόσφαιρα από τη σύγκρουση των ενεργητικών πρωτονίων και άλλων κοσμικών ακτίνων.

Ο πυρήνας της Γης από πυκνό σίδηρο θα πρέπει να απορροφά περισσότερα από αυτά τα ατμοσφαιρικά νετρίνα από ό,τι ο βράχος του περιβάλλοντος μανδύα. Έτσι με τη Γη να 'φωτίζεται' από πίσω, το IceCube θα πρέπει να είναι σε θέση να δει τον πυρήνα ως μια σκοτεινή σκιά - ακριβώς όπως ένα κόκαλο αποκαλύπτεται από τις ακτίνες X.

Ένα άλλο μεγάλο τηλεσκόπιο νετρίνων, το KM3NeT, που προγραμματίστηκε για τα μεγάλα καθαρά θαλάσσια βάθη της Μεσογείου, θα μπορούσε να μας δώσει μια δεύτερη γνώμη.

Σε γενικές γραμμές, αυτή η μέθοδος θα μπορούσε να μας δώσει καλύτερη εικόνα από τουλάχιστον μία από τις συμβατικές μεθόδους παρακολούθησης του εσωτερικού της Γης, με την οποία οι επιστήμονες υπολογίζουν τη μορφή του πυρήνα μετρώντας τον τρόπο που ο πλανήτης Γη ταλαντεύεται.

Εντούτοις, ο 'φωτισμός' των νετρίνων είναι τόσο αμυδρός που μια εικόνα μπορεί να φτιαχτεί πάρα πολύ αργά. Μετά από μια δεκαετία λειτουργίας του IceCube, οι επιστήμονες υπολογίζουν ότι θα πρέπει να φτιαχτεί ένα περίγραμμα του πυρήνα. Για να δούμε κάποια λεπτομέρεια στο όριο μεταξύ πυρήνα και μανδύα θα έπαιρνε πολύ χρόνο - ή καλύτερα, ένα ακόμα πιο μεγάλο τηλεσκόπιο νετρίνων.