Balon NASA PUEO Osiągnął Pułap Operacyjny w Antarktyce dla Poszukiwań Ultra-Wysokoenergetycznych Neutrin

Drugi lot naukowego balonu w ramach antarktycznej kampanii balonowej NASA, niosący instrument Payload for Ultrahigh Energy Observations (PUEO), pomyślnie osiągnął docelową wysokość operacyjną. Start misji, będącej pierwszym lotem balonowym w ramach programu Astrophysics Pioneers NASA, odbył się w sobotę 20 grudnia 2025 roku w pobliżu stacji McMurdo amerykańskiej National Science Foundation, zlokalizowanej na lodowcu Rossa. Obecnie balon utrzymuje się na pułapie około 120 000 stóp, głęboko w stratosferze, co stanowi optymalne środowisko dla długotrwałych operacji dzięki stabilnym wiatrom polarnym.

Misja PUEO ma na celu detekcję sygnałów radiowych generowanych, gdy neutrina o ultra-wysokiej energii z kosmosu zderzają się z lodem Antarktydy. Cząstki te niosą kluczowe informacje na temat gwałtownych procesów astrofizycznych, takich jak formowanie się czarnych dziur i fuzje gwiazd neutronowych. Instrument aktywnie poszukuje również impulsów radiowych pochodzących z rozległych prądów wstępujących (air showers) wywołanych przez kosmiczne promienie o ultra-wysokiej energii w górnych warstwach atmosfery. Wykorzystanie lodu antarktycznego jako gigantycznego detektora pozwala na przeprowadzenie najczulszego dotąd przeglądu kosmicznych neutrin o ultra-wysokiej energii, co stanowi uzupełnienie dla naziemnych detektorów, takich jak IceCube, które są dostrojone do niższych energii.

Instrument PUEO stanowi znaczące ulepszenie w stosunku do poprzedzającej go misji ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna). Wprowadzono zaawansowane filtrowanie cyfrowe oraz podwojono liczbę kanałów, co ma zapewnić rząd wielkości lepszą czułość. Dr Abigail G. Vieregg z Uniwersytetu Chicagowskiego pełni funkcję Głównego Badacza (Principal Investigator) dla projektu. Misja ta mierzy koherentną emisję radiową znaną jako emisja Askaryana z interakcji neutrin w lodzie, badając cząstki o energiach powyżej 1 EeV.

Program Astrophysics Pioneers, zainicjowany w 2020 roku, ma na celu realizację ważnych badań astrofizycznych przy niższych kosztach, wykorzystując mniejszy sprzęt niż misje w ramach programu Explorers, a PUEO jest pierwszym z nich. Program wspiera innowacyjne eksperymenty prowadzone przez badaczy na wczesnym i średnim etapie kariery, z limitem kosztów wynoszącym 20 milionów dolarów. Kampania balonowa w 2025 roku wspiera również eksperyment GAPS (General AntiParticle Spectrometer), który koncentruje się na poszukiwaniu cząstek związanych z ciemną materią. Shawn Domagal-Goldman, pełniący obowiązki dyrektora Wydziału Astrofizyki w Kwaterze Głównej NASA, podkreślił, że misja wykorzystuje lód Antarktydy jako teleskop do wykrywania sygnałów z wysokoenergetycznych zdarzeń. Operacje balonowe, zarządzane przez NASA Wallops Flight Facility z wykorzystaniem usług Peraton, ilustrują innowacyjne podejście do astrofizyki o wysokim wpływie przy ograniczonym budżecie.