Где искать нейтрино: ученым помогут радиотелескопы

Теперь учёные нашли возможный способ отследить происхождение самых энергичных нейтрино в космосе: с помощью радиотелескопов, пишет Phys.org.

Исследователи анализируют данные с обсерватории "IceCube", расположенной на Южном полюсе. Она использует антарктический лёд в качестве гигантского детектора нейтрино. Когда нейтрино время от времени взаимодействует с молекулой воды, специальные датчики фиксируют излучение, возникающее в результате этого взаимодействия.

За последнее десятилетие "IceCube" зафиксировала астрофизические нейтрино с энергией, в сотни тысяч раз превышающей энергию ранее наблюдаемых частиц. Эти открытия открыли новый путь к изучению некоторых из самых экстремальных процессов во Вселенной.

Однако происхождение большинства этих частиц остаётся неизвестным. Одной из наиболее вероятных гипотез являются квазары — чрезвычайно яркие объекты, в которых чёрные дыры, масса которых в миллионы раз превышает массу Солнца, поглощают окружающую материю.

В 2017 году "IceCube" зафиксировал нейтрино, которое, по-видимому, исходило со стороны квазара, известного как TXS 0506+056. Примерно в то же время телескопы зафиксировали мощную вспышку гамма-излучения от этого же объекта.

Это привлекло внимание учёных, поскольку процессы, генерирующие нейтрино, могут также создавать высокоэнергетическое электромагнитное излучение. Однако одного примера недостаточно, чтобы признать квазары основным источником космических нейтрино.

Еще одна проблема заключается в том, что газ и пыль, окружающие сверхмассивные черные дыры, могут поглощать гамма-лучи, мешая телескопам улавливать их сигналы.

Радиов волны представляют собой возможную альтернативу. В отличие от гамма-лучей, они гораздо легче проникают сквозь газ и пыль, что позволяет радиотелескопам наблюдать объекты, которые остаются незаметными для других приборов.

В 2017 году в рамках проекта Very Large Array Sky Survey (VLASS) началось отслеживание изменений яркости радиоизлучения объектов во всей Вселенной. Исследователи обнаружили, что большинство объектов, демонстрировавших переменную радиояркость в ходе обследования, были квазарами.

Когда учёные сравнили время возникновения этих радиовспышек с данными об обнаружении нейтрино, полученными IceCube, они заметили возможную связь. Вероятность того, что радиоисточники становились ярче именно в тех участках неба, где были обнаружены нейтрино, была выше, чем в случае случайного совпадения.

Однако эти радиовспышки, по-видимому, связаны лишь с примерно 13 % астрофизических нейтрино, зарегистрированных IceCube. В то же время более 90 % радиовспышек, потенциально связанных с нейтрино, не были обнаружены гамма-телескопами.

Несмотря на эти результаты, исследователи пока не могут подтвердить, что эта связь действительно существует. Вероятность получения подобной закономерности случайно составляет примерно 1 к 30.

Если эта связь подтвердится, радиотелескопы могут стать важным инструментом для изучения происхождения высокоэнергетических нейтрино. Это поможет астрономам идентифицировать объекты, генерирующие эти неуловимые частицы, и лучше понять экстремальные процессы, происходящие вокруг сверхмассивных чёрных дыр.

Другие новости науки

• Магнитное поле Земли защищает планету от опасных частиц, но мощная солнечная буря в мае 2024 года показала, что эта защита не так надежна, как полагали учёные.
• Учёные создали роботов, которыми управляют человеческие нейроны. В дальнейшем это позволит разработать новые модели, не требующие человеческого управления.