Maa kõige lõunapoolsemas punktis asuv 280-tonnine, 10 meetri laiune lõunapooluse teleskoop on aidanud astronoomidel tumeda energia olemuse ja nulli lahti saada neutrinode tegelikust massist - rasketest subatomaatilistest osakestest, mis tungivad universumisse ja kuni üsna hiljuti arvati, et need on täiesti mõõdetava massita.
NSF-i rahastatud lõunapooluse teleskoop (SPT) on spetsiaalselt loodud selleks, et uurida tumeda energia saladusi - jõudu, mis väidetavalt juhib Universumi lakkamatut (ja ilmselt endiselt kiirendavat) paisumist. Selle millimeetri laine vaatlusvõime võimaldab teadlastel uurida kosmilist mikrolainete tausta (CMB), mis tungib öist taevast Suure Paugu 14 miljardi aasta vanuse kajaga.
CMB jäljendil on kaugete galaktikaparvede siluetid - ühed kõige massiivsemad struktuurid, mis Universumis moodustuvad. Nende klastrite paiknemise ja nende liikumise kaardistamise abil SPT abil saavad teadlased näha, kuidas tume energia - ja neutriinod - koos nendega toimivad.
"Neutriinod on kõige universaalsemad osakesed," ütles Chicago ülikooli Kavli kosmoloogilise füüsika instituudi eksperimentaalkosmoloog Bradford Benson. "Teist sekundit läbib umbes üks triljon neutronit, ehkki te neid vaevalt märkate, kuna nad suhtlevad" normaalse "ainega harva."
Kui neutriinod oleksid eriti massiivsed, avaldaks see mõju SPT-ga jälgitavatele suuremahulistele galaktikaparvedele. Kui neil poleks masu, poleks ka efekti.
SPT koostöömeeskonna tulemused jäävad siiski vahele.
Ehkki seni tuvastatud 500 klastrist on uuritud vaid 100, on meeskond suutnud neutriinode massile kehtestada mõistlikult usaldusväärse esialgse ülempiiri - jällegi on osakesi, mille puhul kunagi eeldati, et neil on ei mass.
Varasemad testid on määranud ka neutriinode massi alumise piiri, ahendades seega subatomieraliste osakeste eeldatavat massi väärtusele vahemikus 0,05–0,28 eV (elektronvolti). Kui SPT uuring on lõpule viidud, loodab meeskond saada osakeste masside osas veelgi kindlam tulemus.
"Täieliku SPT-andmekogu abil suudame seada tumedale energiale väga kitsaid piiranguid ja võimalusel määrata ka neutriinode massi," ütles Benson.
"Peaksime olema neutriinomasside tuvastamiseks vajaliku täpsusastmega lähedal," märkis ta hiljem ajakirjale Space Magazine saadetud e-kirjas.
Sellised täpsed mõõtmised poleks olnud võimalik ilma Lõunapooluse teleskoobita, mis oma ainulaadse asukoha tõttu suudab jälgida tumedat taevast väga pikka aega. Antarktika pakub SPT-le ka stabiilset atmosfääri ning väga madalaid veeauru tasemeid, mis muidu võivad neelata nõrgad millimeetri lainepikkuse signaalid.
"Lõunapooluse teleskoop on osutunud NSF Antarktikas läbi viidud astrofüüsikaliste uuringute kroonijuveeliks," ütles NSF Polaarprogrammide büroo Antarktika astrofüüsika ja kosmoseteaduste programmidirektor Vladimir Papitashvili. "Alates teleskoobi esmavalgustuse saamisest 17. veebruaril 2007. aastal on see koostanud umbes kaks tosinat eelretsenseeritud teaduspublikatsiooni. SPT on väga keskendunud, hästi juhitud ja hämmastav projekt."
Meeskonna järeldusi tutvustas Bradford Benson Ameerika füüsilise seltsi koosolekul Atlanta 1. aprillil.
