Астрономия

Найден источник космических нейтрино

NASA/Fermi and Aurore Simonnet and Sonoma State University

Астрономы ГАИШ МГУ вместе с российскими коллегами обнаружили сверхмассивную черную дыру, с помощью которой можно установить источник нейтрино высоких энергий во Вселенной. Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.

Одно из наиболее интересных направлений развития астрофизики заключается в исследовании свойств материи при сверхвысоких энергиях — в «космических ускорителях частиц». Но из всех частиц сверхвысоких энергий путешествовать в космическом пространстве способны только нейтрино. Это элементарные частицы, которые не имеют заряда и очень слабо взаимодействуют с веществом. Однако несмотря на то что находить нейтрино физики уже научились, для обнаружения их источников высоких и сверхвысоких энергий требуется приложить гораздо больше усилий.

В детекторах нейтрино, таких как IceCube, которые используются сегодня, в качестве рабочего тела выступает вода или лед. Однако рассеяние света в этой среде приводит к размытию квадрата ошибок. Обычно его размер сравним с квадратным градусом. И даже если считать только блазары, сверхмощные активные галактические ядра, поток нейтрино от которых направлен точно на Землю, то и их в каждом квадрате ошибок будет в среднем несколько штук. Поэтому обнаружение блазаров в квадрате ошибок — далеко не доказательство того, что именно они ответственны за то или иное нейтрино. Доказательством стало бы нестандартное явление на предполагаемом источнике, которое произошло примерно в одно время с нейтринным событием.

Российские астрономы с помощью сети «МАСТЕР» МГУ с 2015 года активно участвуют в программе быстрой оптической поддержки крупных физических и астрофизических экспериментов. Один из них — регистрация нейтрино сверхвысоких энергий. Телескоп «МАСТЕР-Таврида» в Крыму — одна из установок сети — нашел быструю оптическую антивспышку сверхмассивной черной дыры через 76 секунд после обнаружения высокоэнергетичного нейтрино на детекторе IceCube на Южном полюсе. События также оказались пространственно совмещены.

«Блазар TXS 0506+056, который зафиксировал наш телескоп „МАСТЕР-Таврида“, находился в притушенном состоянии. Поле зрения телескопа — около четырех квадратных градусов и полностью перекрывает квадрат ошибок источника нейтрино, — говорит один из исследователей, заведующий лабораторией космического мониторинга ГАИШ МГУ, руководитель сети «МАСТЕР» Владимир Липунов. — Через два часа блеск квазара вырос и вернулся к своему обычному в те дни состоянию. Сделанные нами наблюдения показывают с огромной достоверностью (50 сигма), что в минутах от регистрации нейтрино блазар находился в аномально притушенном состоянии».

Исследователи смогли предложить правдоподобное объяснение этому явлению. Они предположили, что нейтрино столь высоких энергий может рождаться при столкновениях протонов сверхвысоких энергий с окружающими их фотонами. При этом протон исчезает, а нейтрино появляется на свет. С помощью такой теории нейтрино становится легко объяснить, если предположить, что оптическое излучение — результат свечения протонов. Поэтому нейтринный всплеск сопровождается уменьшением оптической светимости.

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