Астрономия

Короны черных дыр назвали источниками высокоэнергетичных нейтрино

Petr Kratochvil/Public Domain Pictures

Новая модель, созданная учеными из Университета штата Пенсильвания, позволила объяснить неожиданно большой поток нейтрино высоких энергий, зафиксированных с помощью обсерватории IceCube. Статья исследователей опубликована в журнале Physical Review Letters.

Происхождение высокоэнергетических космических нейтрино, наблюдаемых нейтринной обсерваторией IceCube в Антарктиде, является загадкой. Высокоэнергетические космические нейтрино создаются внутри экстремальных астрофизических объектов, таких как черные дыры и нейтронные звезды. Их поток сопутствует гамма-излучению, электромагнитным волнам с более низкими энергиями, а иногда даже гравитационным волнам.

Поэтому физики ожидают, что количество нейтрино и наблюдаемые уровни излучения будут связаны друг с другом. Интересно, что данные IceCube показали избыточное количество нейтрино с энергиями ниже 100 ТэВ по сравнению с уровнем соответствующих высокоэнергетических гамма-лучей, наблюдаемых космическим гамма-телескопом Ферми. Пока причина такого повышения остается невыясненной.

Предыдущие работы показали, что нейтрино с энергиями выше 100 ТэВ могут конкурировать с высокоэнергетическими гамма-лучами. Это соответствует наблюдаемой картине повышенного количества этих частиц. Ученые установили, что они могут исходить от джетов сверхмассивных черных дыр и взрывов сверхновых. Несмотря на это, повышенные уровни нейтрино с энергиями менее 100 ТэВ не объяснены до сих пор.

Новая модель предполагает, что короны вокруг сверхмассивных черных дыр, обнаруженных в ядре галактик, может быть источником частиц таких энергий. Аналогично короне Солнца, которую можно увидеть во время солнечного затмения, астрофизики считают, что корона черных дыр над аккреционным диском может быть источником нейтрино с энергиями ниже 100 ТэВ.

Температура этой короны составляет около одного миллиарда кельвинов. Она также генерирует мощное магнитное поле и турбулентность. Внутри этой короны частицы могут ускоряться, что приводит к столкновениям, которые могут создавать нейтрино и гамма-лучи. Однако окружающая среда достаточно плотная и предотвращает выход высокоэнергетических гамма-лучей. Созданная астрофизиками модель теперь предсказала, что высокоэнергетичные гамма-лучи, которые должны «вылетать» вместе с нейтрино, на самом деле теряют энергию в короне и покидают ее в виде мягкого гамма-излучения. Расчеты исследователей хорошо согласуются с наблюдениями на гамма-телескопах.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.