Де шукати нейтрино: вченим допоможуть радіотелескопи

Тепер вчені знайшли можливий спосіб відстежити походження найенергійніших нейтрино у космосі: за допомогою радіотелескопів, пише Phys.org.

Дослідники аналізують дані з обсерваторії "IceCube", розташованої на Південному полюсі. Вона використовує антарктичний лід як гігантський детектор нейтрино. Коли нейтрино час від часу взаємодіє з молекулою води, спеціальні датчики фіксують випромінювання, що виникає в результаті цієї взаємодії.

Упродовж останнього десятиліття "IceCube" зафіксувала астрофізичні нейтрино з енергією, у сотні тисяч разів вищою за енергію раніше спостережуваних частинок. Ці відкриття відкрили новий шлях до вивчення деяких із найекстремальніших процесів у Всесвіті.

Однак походження більшості цих частинок залишається невідомим. Однією з найвірогідніших гіпотез є квазари — надзвичайно яскраві об'єкти, де чорні діри, маса яких у мільйони разів перевищує масу Сонця, поглинають навколишню матерію.

У 2017 році "IceCube" зафіксував нейтрино, яке, як видається, надходило з боку квазара, відомого як TXS 0506+056. Приблизно в той самий час телескопи зафіксували потужний спалах гамма-випромінювання від цього самого об'єкта.

Це привернуло увагу вчених, оскільки процеси, що генерують нейтрино, можуть також створювати високоенергетичне електромагнітне випромінювання. Однак одного прикладу недостатньо, щоб визнати квазари головним джерелом космічних нейтрино.

Ще одна проблема полягає в тому, що газ і пил, які оточують надмасивні чорні діри, можуть поглинати гамма-промені, заважаючи телескопам виявляти їхні сигнали.

Радіохвилі пропонують можливу альтернативу. На відміну від гамма-променів, вони набагато легше проходять крізь газ і пил, що дозволяє радіотелескопам спостерігати об'єкти, які залишаються прихованими від інших приладів.

У 2017 році в рамках проекту Very Large Array Sky Survey (VLASS) розпочалося відстеження змін яскравості радіовипромінювання об’єктів у всьому Всесвіті. Дослідники виявили, що більшість об'єктів, які демонстрували змінну радіояскравість у ході обстеження, були квазарами.

Коли вчені порівняли час виникнення цих радіоспалахів із даними про виявлення нейтрино, отриманими IceCube, вони помітили можливий зв'язок. Імовірність того, що радіоджерела ставали яскравішими саме в тих ділянках неба, де було виявлено нейтрино, була вищою, ніж у випадку випадкового збігу.

Однак ці радіоспалахи, як видається, пов'язані лише з приблизно 13 % астрофізичних нейтрино, зареєстрованих IceCube. Водночас понад 90 % радіоспалахів, які потенційно пов'язані з нейтрино, не були виявлені гамма-телескопами.

Попри ці результати, дослідники поки що не можуть підтвердити, що цей зв'язок є реальним. Імовірність отримання подібної закономірності випадково становить приблизно 1 до 30.

Якщо цей зв'язок підтвердиться, радіотелескопи можуть стати важливим інструментом для вивчення походження високоенергетичних нейтрино. Це допоможе астрономам ідентифікувати об'єкти, що генерують ці невловимі частинки, та краще зрозуміти екстремальні процеси, що відбуваються навколо надмасивних чорних дір.

Інші новини науки

• Магнітне поле Землі захищає планету від небезпечних частинок, але потужна сонячна буря у травні 2024 року показала, що цей захист не такий надійний, як вважали вчені.
• Вчені створили роботів, яких контролюють людські нейрони. В подальшому це дозволить розробити нові моделі, які не потребуватимуть людського керування.