つまり、宇宙生成ニュートリノを観測することができれば、超高エネルギー宇宙線の成分が陽子主体であるかそうでないかを区別することが可能なわけです。

このような背景から、南極に設置されたニュートリノ望遠鏡「IceCube」が、宇宙線の正体を突き止める重要な実験として大きな期待を集めました。

果たして、このニュートリノ望遠鏡はどのような答えをもたらしたのでしょうか――?

「100年の宇宙の謎」がついに解明?IceCubeが突き止めた超高エネルギー宇宙線の意外な正体

「100年の宇宙の謎」がついに解明?IceCubeが突き止めた超高エネルギー宇宙線の意外な正体
「100年の宇宙の謎」がついに解明?IceCubeが突き止めた超高エネルギー宇宙線の意外な正体 / Credit:Canva

ニュートリノ望遠鏡IceCubeは宇宙線の成分についてどのような答えを示したのでしょうか?

謎を解明するために研究者たちが最初に取り組んだのは、約13年間(2010年6月~2023年)の観測期間にわたり、南極点に設置されたニュートリノ望遠鏡「IceCube」が記録した膨大なデータを集め、分析することでした。

IceCubeは1立方キロメートルにも及ぶ透明な氷の中に設置された特殊なセンサーで、宇宙から飛来するニュートリノが氷と反応するときに発するかすかな光(チェレンコフ光)を検出する仕組みを持っています。

このデータ解析にあたり、研究チーム(千葉大学のマイヤー助教、米メリーランド大学のクラーク助教ら)はまず、過去の方法よりも約15%検出感度が高くなる新しいデータ選別手法を導入しました。

これはより正確かつ高感度でニュートリノの信号を拾い上げ、背景となる不要な情報を効果的に取り除くための重要な改善でした。

こうした準備を経て、研究チームは超高エネルギーニュートリノの有無を慎重に調べました。

すると、これまでIceCubeが観測した中で最もエネルギーが高かったニュートリノのエネルギーは約6 PeV(ペタ電子ボルト、可視光の約10¹⁵倍以上)でしたが、今回注目した100 PeVを超えるさらに高いエネルギーのニュートリノは一つも見つからなかったのです。