Космические нейтрино не только трудно «поймать», но и отследить их источник — до недавнего времени это было сделано лишь однажды. Но исследователи из нейтринной обсерватории IceCube, построенной на антарктической станции Амундсен-Скотт (США), отследили 79 из них до их родной галактики.
Обсерватория IceCube обнаружила второй источник нейтрино высоких энергий из космоса. Эти нейтральные фундаментальные частицы, как известно, трудно обнаружить и еще сложнее отследить их источники, но при этом они пронизывают всю Вселенную. Новое открытие должно помочь лучше понять, где и как они образуются.
В 2017 году команда IceCube под руководством Фрэнсиса Халзена, исследователя в области физики частиц, астрофизики и космологии из Висконсинского университета в Мадисоне, отследила свой первый окончательный источник одиночного высокоэнергетического космического нейтрино: блазар TXS 0506+056, выбрасывающий огромную струю энергии в сторону Земли. Это открытие было сделано с помощью многих других телескопов, но, используя обновленный метод анализа данных, команда IceCube смогла найти второй источник нейтрино, названный NGC 1068. На этот раз без какой-либо посторонней помощи.
Исследователи отследили траектории 79 высокоэнергетических нейтрино до NGC 1068 (M 77), относительно близкой галактики, удаленной на 47 миллионов световых лет от Земли.
«Когда мы впервые опубликовали данные за эти 10 лет, там фигурировала NCG 1068, но мы не были уверены, было ли это фоновое колебание или это был реальный источник, — комментирует Халзен. — Теперь мы знаем, что это не колебания».
Природа космических нейтрино
Космические нейтрино образуются, когда протон врезается в другую частицу, создавая поток элементарных частиц, некоторые из которых позже распадаются и испускают нейтрино. NGC 1068 кажется почти идеальной средой для реализации столь сложного процесса, так как она представляет собой активную галактику, а это означает, что ее центральная сверхмассивная черная дыра поглощает материал и создает мощное излучение. При этом центр NGC 1068 окутан плотными газопылевыми облаками, которые «обволакивают» черную дыру и дают излучению возможность столкнуться с нейтрино.
Таких активных галактик, как NGC 1068, намного больше, чем блазаров, подобных TXS 0506+056, поэтому это открытие может помочь объяснить, почему во Вселенной так много космических нейтрино.
«Рассеянный поток [нейтрино], который мы наблюдаем во Вселенной, примерно в 100 раз больше, чем тот, который мы зафиксировали от этого единственного источника [NGC 1068], так что впереди нас ждут сюрпризы, — добавил Халзен. — Если бы мне пришлось заключать пари, то я бы сделал ставку на такой вид объекта [на активную галактику]».
В настоящее время исследователи работают над дальнейшим усовершенствованием своих аналитических методов и модернизацией детектора, чтобы отслеживать еще больше нейтрино и лучше разобраться в механизме их формирования.
