• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
29 мая, 14:12
Любовь С.
155

Черные дыры могли оказаться источником «призрачного» нейтрино

❋ 5.4

Астрономы предложили возможный источник самого мощного нейтрино в истории наблюдений — частицы с энергией 220 петаэлектронвольт, которую зафиксировали с помощью подводного телескопа KM3NeT в Средиземном море. Если ученые правы, их открытие поможет понять, где во Вселенной рождаются частицы экстремальных энергий и как работают одни из самых ярких объектов космоса — блазары.

Блазар, работающий на энергии черной дыры и выбрасывающий «призрачное» нейтрино в представлении художника. / © Robert Lea

Нейтрино называют «призрачными» частицами: они почти не взаимодействуют с веществом и могут пролетать сквозь целые планеты. Именно по этой причине обнаружить их столь трудно. При этом они очень ценны для астрономов, поскольку способны донести информацию из самых недоступных уголков Вселенной.

В феврале 2020 года детектор KM3NeT/ARCA зарегистрировал рекордное событие KM3-230213A. Энергия этой частицы оказалась настолько огромной, что ученые сразу начали поиски возможных источников. Среди кандидатов рассматривали космические лучи сверхвысоких энергий, а также неизвестные экстремальные объекты Млечного Пути. Однако ни одно объяснение не выглядело полностью убедительным. 

Новый сценарий предложила международная исследовательская группа под руководством Оскара Адриани (Oscar Adriani) из Университета Флоренции (Италия). По мнению ученых, «призрачное» нейтрино могло прийти от блазаров — активных ядер галактик, в которых сверхмассивная черная дыра выбрасывает джеты почти с околосветовой скоростью.

Если одна из таких струй направлена в сторону Земли, объект становится чрезвычайно ярким и заметным. Ранее ученые уже находили косвенные признаки того, что блазары способны производить нейтрино высоких энергий. Например, в 2018 году обсерватория IceCube помогла связать одно нейтринное событие с блазаром TXS 0506+056. Энергии нового события, однако, оказались много выше.

Вместо того чтобы привязать сигнал к одному конкретному блазару, авторы новой научной работы смоделировали вклад целой популяции таких объектов. Для расчетов задействовали программу Astro-Multi-messenger Modeling, которая описывает процессы внутри релятивистских джетов — струй вещества, вырывающихся из окрестностей черной дыры. В модели также учли столкновения протонов с фотонами, рождение пионов, распад которых приводит к появлению гамма-квантов и нейтрино, а также другие процессы астрофизики высоких энергий. 

Подобрав параметры так, чтобы модель одновременно объясняла появление сверхмощного нейтрино и не противоречила наблюдениям других телескопов, исследователи обнаружили, что популяция блазаров действительно может создавать поток нейтрино нужной энергии.

Наиболее вероятным оказался сценарий, при котором внутри джетов протоны ускоряются с очень жестким спектром энергий. В то же время энергия, запасенная в них, примерно в 10 раз превышает энергию электронов. Примечательно, что модель остается совместимой с уже известным фоновым гамма-излучением Вселенной.

В таком сценарии блазары практически не вносят вклад в поток нейтрино меньших энергий, которые регулярно регистрирует IceCube. Это может означать, что разные диапазоны энергий во Вселенной создаются разными типами космических ускорителей.

Адриани и коллеги отметили, что выводы пока основаны на одном экстремальном событии, поэтому статистическая неопределенность высока. Однако даже одиночная регистрация частицы такой энергии заставляет пересматривать представления о возможностях астрофизических объектов.

По мере расширения сети KM3NeT и накопления новых данных ученые смогут проверить, действительно ли блазары — фабрики самых энергичных нейтрино во Вселенной. Результаты научной работы опубликованы в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор освещает темы из разных областей науки, включая астрономию, палеонтологию и генетику. Пишет о научных открытиях, природных явлениях и эволюционных процессах.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
27 мая, 17:06
Александр Березин

Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.

27 мая, 10:56
Игорь Байдов

Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.

28 мая, 16:43
ФизТех

Физики и математики МФТИ совместно с коллегами из Института автоматизации проектирования РАН и Университета Иннополис провели трехмерное численное моделирование защитных сейсмических барьеров — специальных сооружений, призванных обеспечить безопасность наземных строений.

25 мая, 14:00
Андрей Серегин

В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.

27 мая, 17:06
Александр Березин

Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.

27 мая, 11:44
Лена

Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.

17 мая, 10:35
Игорь Байдов

В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.

17 мая, 10:00
Evgenia Vavilova

При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.

25 мая, 14:00
Андрей Серегин

В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Комментарий на проверке

Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Авторизуясь, вы даете согласие на обработку персональных данных и подтверждаете ознакомление с Политикой.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно