Astronomen nutzten das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) und den Gravitationslinseneffekt, um die Quelle eines hochenergetischen Neutrino-Ereignisses zu verfolgen, und entdeckten unerwartet eine entfernte Galaxie mit tiefem Staub, die lange Zeit im Universum verborgen war. Diese Galaxie trägt den Namen JCMT0402−0424 und ist etwa 11 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Das Forschungsteam gab ihm einen anschaulicheren Spitznamen: „Shadow Blaster“.

Ursprünglich ging man davon aus, dass seine Energie von einem supermassereichen Schwarzen Loch stamme, doch die neuesten Beobachtungen zeigen, dass der eigentliche Treiber seiner Aktivität eine extrem heftige Sternentstehung sein könnte.

Die Entdeckung steht in direktem Zusammenhang mit einem hochenergetischen Neutrino-Ereignis namens IC 210922A. Das Ereignis wurde zuerst vom Neutrino-Observatorium IceCube in der Antarktis entdeckt, und dann führte ein internationales Forschungsteam mehrerer Institutionen Folgebeobachtungen durch, in der Hoffnung, die himmlische Quelle der Neutrinos zu finden. Die meisten der wenigen bekannten Neutrinoquellen in der Vergangenheit standen im Zusammenhang mit supermassiven Schwarzen Löchern, ihre Anzahl war jedoch zu gering, um die große Anzahl hochenergetischer Neutrinos zu erklären, die Astronomen im Universum entdeckt haben.

Um die Quelle des Signals weiter zu bestätigen, nutzten die Forscher ALMA und andere Teleskope, um Shadow Blaster zu beobachten. Die Galaxie ist im sichtbaren Licht fast vollständig von Staub verdeckt, ist jedoch im Submillimeter-Wellenlängenbereich ungewöhnlich hell und wurde daher nur unzureichend identifiziert. Noch wichtiger ist, dass es zwischen der Erde und dieser Galaxie eine weitere Galaxie gibt. Diese Vordergrundgalaxie fungiert als „Gravitationslinse“, die Radiowellen aus der Ferne beugt und verstärkt, was der Bereitstellung eines natürlichen Teleskops für Astronomen gleichkommt.

Mithilfe dieses natürlichen Vergrößerungseffekts konnte das Forschungsteam die innere Struktur des Shadow Blasters genauer untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass es im Inneren der Galaxie keine Anzeichen für energiereiche Strahlung gibt, die mit typischen supermassiven Schwarzen Löchern verbunden ist. Stattdessen weisen sie auf eine andere Erklärung hin: Das Gas und der Staub hier dürften durch ungewöhnlich starke Sternentstehungsaktivitäten erhitzt werden. Die Forscher entdeckten außerdem, dass sich im Zentrum der Galaxie ein hochdichter „kompakter Kern“ befindet, in dem eine große Menge an Gas und Staub auf einer Fläche von etwa 1.500 Lichtjahren komprimiert ist. Diese extrem dichte Umgebung ist eine der idealen Bedingungen für die Produktion hochenergetischer Neutrinos.

Das Forschungsteam glaubt, dass dieses Ergebnis eine neue Richtung für das Verständnis der Quelle hochenergetischer Neutrinos im Universum bietet. In der Vergangenheit galten supermassereiche Schwarze Löcher allgemein als die Hauptproduzenten von Neutrinos, doch das Auftauchen von Shadow Blaster zeigt, dass auch kompakte Galaxien mit reichem Staub und aktiven Sternexplosionen wichtige Quellen sein können. Forscher schätzen, dass solche Galaxien möglicherweise einen erheblichen Teil des hochenergetischen Neutrino-Hintergrunds im Universum beitragen können, möglicherweise bis zu fast 20 %.

Diese Forschung liefert auch neue Hinweise auf die seit langem bestehende Frage: „Woher kommen hochenergetische Neutrinos im Universum?“ Wenn Folgebeobachtungen diese Schlussfolgerung weiterhin bestätigen, wird sich das Verständnis der astronomischen Gemeinschaft über die Quelle von Neutrinos nicht mehr auf Modelle beschränken, die von Schwarzen Löchern dominiert werden, sondern es müssen verborgene Galaxien mit heftiger Sternentstehung in den zentralen Erklärungsrahmen einbezogen werden. Dies ist zweifellos ein wichtiger Fortschritt für die moderne Astrophysik und zeigt auch, dass Galaxien, die von Staub verdeckt und schwer direkt beobachtet werden können, der Schlüssel zur Lösung der tiefen Geheimnisse des Universums sein könnten.