Российский радиотелескоп обнаружил возможные источники ультра-высокоэнергетических нейтрино
Группа международных исследователей, работающая в рамках эксперимента KM3NeT — глубоководной нейтринной обсерватории в Средиземном море, зафиксировала уникальное событие: они детектировали ультра‑высокоэнергетическое нейтрино с оценочной энергией около 220 петаэлектронвольт (ПэВ). Это самое высокое значение, зафиксированное на сегодняшний день.
Международный коллектив ученых, использующий в том числе данные российского радиотелескопа РАТАН-600 на Северном Кавказе, провел многочастотный анализ, направленный на поиск источников этого события, и сосредоточил внимание на активных ядрах галактик, известных как блазары. По результатам их работы вышел препринт, авторами которого стали ученые из международного консорциума KM3NeT и нескольких групп астрофизиков, в том числе российские авторы из Специальной астрофизической обсерватории (САО) РАН и Института ядерных исследований (ИЯИ) РАН, Физического института имени Лебедева РАН (ФИАН), Московского физико-технического института (МФТИ) и Казанского государственного университета (КГУ).
Начиная с середины XX века исследователи пытались разгадать природу космических лучей — частиц, достигающих Земли с космических источников с поразительными энергиями. Особый интерес представляет исследование нейтрино — почти не взаимодействующих с веществом элементарных частиц, которые способны переносить информацию о самых экстремальных процессах во Вселенной.
Пионерским событием стал случай, зарегистрированный обсерваторией IceCube в 2017 году, когда очередное детектирование нейтрино было связано с блазаром TXS 0506+056, что открыло новую эру в астрономии. В 2024-м году международный коллектив ученых, исследовав данные, собранные нейтринным телескопом ANTARES за последние его 13 лет работы, также установил значительную корреляцию между потоками высокоэнергетических нейтрино и направлениями на активные ядра галактик.
Теперь ученые KM3NeT, используя новейшие технологии и методы, продолжают эти исследования, стремясь установить связь между нейтрино и механизмами ускорения частиц в космических источниках.
220 ПэВ — это огромная энергия. Рекорд энергии частиц, которого удалось достичь на Большом адронном коллайдере, более чем в 30 тысяч раз меньше. Подобную энергию получить не так-то просто — для этого должны существовать особые экстремальные условия, в которых возможно такое ускорение частиц. Чтобы выделилась энергия, которой обладает одна элементарная частица в этом ультра‑высокоэнергетическом потоке, необходимо аннигилировать больше 200 миллионов атомов водорода, превратив всю их массу в энергию.
Блазары — это особая группа активных ядер галактик (AGN), в которых узкие, сильно релятивистские джеты направлены почти прямо в сторону Земли. Именно эти объекты способны излучать огромную энергию в широком спектральном диапазоне — от радио до гамма‑лучей, а изучение вспышечных процессов в их джетах может служить ключом к пониманию ускорения космических лучей. Цель исследования, поставленная коллективом KM3NeT, состояла в том, чтобы изучить характеристики детектированного нейтрино, а также провести поиск потенциальных источников, блазаров, чья активность могла бы быть связана с данным событием.
Событие регистрации нейтрино с энергией около 220 ПэВ получило обозначение KM3‑230213A. Оно было зафиксировано детектором, расположенным у берегов Сицилии, который позволил ограничить область неопределенности направления потока частиц до углового радиуса в три градуса с доверительной вероятностью 99%.
Чтобы разобраться, откуда могло прийти это загадочное послание, ученые проделали многоступенчатый анализ. Сначала они провели сбор многочастотных данных, используя архивные данные и новые, специально проведенные наблюдения. Были проанализированы данные в радиодиапазоне, полученные с помощью РСДБ-сетей и одиночных радиотелескопов (OVRO, РАТАН-600 и другие), а также рентгеновские (Swift‑XRT, Chandra, eROSITA), гамма- (Fermi‑LAT) и оптические данные.
Затем на основе методик, разработанных в предыдущих исследованиях, была составлена выборка из 17 кандидатов‑блазаров. После этого исследователи провели анализ временных корреляций — поиск связи во времени между вспышками в различных диапазонах (радио, рентген, гамма) и временем прихода нейтрино. Наиболее примечательной оказалась радио‑вспышка, зафиксированная в объекте PMN J0606‑0724, совпавшая с событием KM3‑230213A с вероятностью случайного совпадения всего лишь 0,26%.
Хотя прямая ассоциация нейтрино с каким-либо конкретным блазаром не может быть окончательно подтверждена при имеющемся на сегодняшний день объеме данных, обнаруженные корреляции — особенно в радиодиапазоне — дают важные подсказки о том, что процессы, происходящие в блазарах, могут способствовать образованию ультра‑высокоэнергетических нейтрино.
Новизна предложенного подхода заключается в комплексном использовании многочастотных данных для изучения нейтрино‑событий. Ранее исследования в этой области опирались преимущественно на отдельные диапазоны — радио, гамма или рентген. Сегодня же, благодаря синергии данных из различных спектральных областей, ученые получают возможность более точно локализовать источник нейтрино и оценить его физические параметры.
«Результаты нашей работы подчеркивают важность объединения наблюдений в различных диапазонах – от радио до гамма‑лучей — для всестороннего понимания экстремальных процессов во Вселенной, — рассказал Александр Попков, научный сотрудник лаборатории фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной МФТИ. — Понимание того, как в блазарах возникают ультра‑высокоэнергетические нейтрино, может привести к пересмотру моделей ускорения космических лучей, что, в свою очередь, имеет значение для фундаментальной физики и космологии».
Важно отметить, что проводимые исследования имеют важное значение не только с точки зрения фундаментальной науки о космических объектах, но и для прикладных задач на Земле. Разработка новых методов анализа и использования данных с высокой временной разрешающей способностью способна стимулировать совершенствование нейтринных обсерваторий и телескопов будущего. Улучшенные модели могут помочь астрономам планировать целевые наблюдения в периоды вспышек, что важно для исследования динамических процессов в активных ядрах галактик. Понимание процессов, приводящих к образованию высокоэнергетических частиц, может оказаться полезным для оценки потенциального влияния космических лучей на работу спутников и космических миссий.
Российские участники исследования поддержаны Минобрнауки Росси в рамках крупного научного проекта «Изучение происхождения, источников и свойств нейтрино на Байкальском нейтринном телескопе и других установках мирового класса».
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Авторы нового исследования провели сравнительный анализ видов паукообразных и выяснили, какие эволюционные и биомеханические факторы делают одних пауков быстрыми, а других — медленными. Параллельно ученые выделили из этой группы рекордсмена по скорости перемещения.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно