Нещодавно астрономам уперше вдалося вияснити місце зародження космічних нейтрино. Дотепер джерело цих неймовірно енергетичних «частинок-привидів» було невідомим. Але зараз, імовірно, таємницю розгадали. Науковці вияснили, що нейтрино Big Bird, яке зафіксували в грудні 2012 року, могло з’явитися внаслідок потужного вибуху в далекій активній галактиці, інформують дослідники в журналі Nature Physics.
Спалах у далекій галактиці міг породити космічні нейтрино. Фото: NASA.
Нейтрино – найшвидші, найлегші та найменш терпимі до контакту елементарні частинки, вони дуже рідко взаємодіють з іншою матерією. В результаті цього дуже складно виявити ці «частинки-привиди», що виникають у Сонці, Землі, атмосфері та космосі. Лише 2013 року нейтринній обсерваторії IceCube («Крижаний куб»), що в Антарктиді, вдалося вперше зафіксувати космічні нейтрино.
Звідки взялися ці енергетичні мандрівники? Нещодавно на це запитання відповів Матіас Кадлер (Matthias Kadler) та його колеги з Вюрцберзького Університету (Німеччина). Вони дослідили подію, що відбулася 4 грудня 2012 року, коли IceCube зафіксував нейтрино з енергією понад два петаелектронвольт. Цю частинку науковці нарекли Великим птахом («Big Bird»).
IceCube не зміг точно визначити місце походження нейтрино, його джерело обмежили великою небесною зоною площею близько 64 повні. «Вихідна ситуація нагадувала кримінальне розслідування, в якому потрібно було знайти місце злочину», – розповів Кадлер.
Нейтринній обсерваторії IceCube («Крижаний куб»), що в Антарктиді, вдалося виявити космічні нейтрино 2013-го.
У своїх пошуках асторонми мали підозрюваного: приблизно в той же час, коли осерваторія помітила нейтрино, космічний телескоп НАСА Fermi зафіксував потужний вибух гамма-випромінювання у центрі активної галактики PKS B1424-418. Цей блазарний спалах спричинив провал великої кількості матерії у надмасивну чорну діру й тривав упродовж майже цілого року.
Чи могла ця подія породити нейтрино Big Bird? Відомо було те, що спалах відбувся у межах потенційної території походження частинки. «Ми зіткнулися з вибухом невідомого походження, підозрюваним, і цілою низкою різних непрямих доказів», – пояснив Кадлер. Аби знайти відповідь, науковці проаналізували радіодані, зібрані в межах проекту TANAMI (від мережі радіотелескопів Long Baseline Array), та інших телескопів.
Виявилося, що радіовипромінювання цієї галактики впродовж вибуху, що вивільнив гамма-випромінювання, було світлішим майже в чотири рази. «Незабутній момент, коли ми усвідомили, що потужний вибух блазара, за яким ми спостерігали в проекті TANAMI, відбувся якраз у потрібному полі й у правильний час», – розповідає співавтор Фелісія Краус (Felicia Krauß) з Університету Ерлангена–Нюрнберга.
На підставі порівняльного аналізу даних учені дійшли висновку, що енергії від цього спалаху було достатньо, щоб створити нейтрино в діапазоні петаелектронвольт. «Блазари здатні прискорювати протони своїх світлових потоків до релятивістських енергій, – пояснив співавтор дослідження Карл Мангайм (Karl Mannheim) з Вюрцберзького університету. – В результаті взаємодії зі світлом утворюються тюльпани, і після їхнього розпаду виникають як гаммма-випромінювання, так і нейтрино».
Так вперше вдалося прослідкувати, де зароджуються космічні нейтрино. Імовірність того, що спалах блазара і виникнення нейтрино випадково відбулися в той же час і в тому ж місці, науковці оцінюють п’ятьма відсотками.
«Під час спалаху світла блазар мав, так би мовити, всі необхідні засоби, мотив і можливість. З огляду на це він став основним підозрюваним у пошуках джерела нейтрино Big Bird», – пояснює Кадлер.
Rätsel um kosmisches "Geisterteilchen" gelöst?
Scinexx.de, 29/04/2016
Зреферувала Соломія Кривенко
29.04.2016