NASA обнаружило источник нейтрино: что это значит?

Впервые в истории учёным удалось обнаружить источник высокоэнергетических нейтрино далеко за пределами нашей галактики.

Эти нейтрино были излучены из черной дыры в центре галактики типа блазар. Выброс частиц разогнал их почти до скорости света. Столкновения внутри этого потока образовали гамма-лучи, наивысшую энергетическую форму света, и нейтрино, призрачные частицы, которые редко взаимодействуют с материей.

Они достигли Земли спустя 3.7 миллиарда лет. 22 сентября один высокоэнергетический нейтрино столкнулся с атомом в молекуле воды в антарктическом льду. Столкновение образовало частицу, которая называется мюон. Мюон пронёсся через лёд с огромной скоростью и образовал там лёгкое синее свечение.
Когда мюон добрался до Южного полюса, его засекла обсерватория нейтрино IceCube. Исследователи из команды IceCube поняли, что нейтрино мог образоваться за пределами нашей Солнечной системы и предупредили астрономов: теперь последним предстояло искать космические вспышки, которые могли быть связаны с этим событием. Этим и занялся гамма-телескоп NASA Ферми.

Вот так вспыхнул блазар, который оказался источником частицы (слева — ранние наблюдения, справа — наблюдения во время вспышек)

Аппарату удалось обнаружить источник — это был блазар, который мы уже наблюдали некоторое время. Блазар был намного ярче, чем в предыдущие десятилетия.
Это первый случай, когда нейтрино удалось отследить до чёрной дыры или другого источника за пределами ближайших окрестностей нашей галактики. Очень важный шаг для новой области астрономии, многоканальной астрономии, в которой наблюдения за светом объединяются с такими сигналами как гравитационные волны или нейтрино, что позволяет взглянуть на самые экстремальные космические события с новой стороны.

Вот что о событии рассказал участник команды IceCube, Эрик Блауфусс:

22 сентября мы увидели этот нейтрино. Он прошёл через наш детектор, и спустя минуту мы оповестили весь мир: нужно провести наблюдения. В течение первых нескольких дней мы получали ответы вроде «нууу, мы понаблюдали, но ничего не нашли». Но ещё чуть позже мы получили наблюдения от рентгеновской обсерватории SWIFT, они заметили несколько источников в нужной области, но для SWIFT это привычная картина: они наблюдают множество источников одновременно, когда направляют телескоп в малоизученные области неба.

Немногим позже мы получили ещё кусочек информации. Доклад от Ферми, согласно которому нейтрино пришёл прямо из известного им источника. И что тот источник как раз стал очень ярким. Сразу после этого количество сообщений и наблюдений резко выросло. Многие тут же принялись наблюдать объект. Например, несколько наблюдений произвёл телескоп MAGIC, он засёк очень мощные выбросы энергии от этого блазара. И вот, сейчас мы находимся на этом этапе открытия.

Так выглядит квазар — блазар под углом

Квазары и блазары — это буквально ядра активных галактик. То есть это должны быть достаточно большие галактики с большим количеством энергии. Тогда чёрные дыры в их центре формируют аккреционный диск, из которого в обе стороны выбрасывается луч энергии невероятных размеров. Эти потоки энергии — самые яркие объекты в известной нам Вселенной, особенно, если они направлены вам прямо в глаза.

Квазары — это такие вот галактики, которые мы наблюдаем под небольшим углом. Их очень много и мы изучаем их уже десятилетиями.

Блазары — это точно такие же ядра галактик, но их намного меньше. Потому что они находятся под таким углом, что их лучи направлены прямо на нас, словно луч фонаря, которым нам светят в глаза. Это довольно странно, частицы, которые выбрасываются из окрестностей чёрной дыры, обычно двигаются на околосветовых скоростях, при этом выбрасывая энергию НА скорости света. Это такое наглядное изображение теории относительности: если с движущегося на скорости света поезда бросить мяч, тоже со скоростью света, его скорость относительно наблюдателя не превысит скорость света!


Визуализация гамма-лучей от блазара

Блазары создают несколько интересных эффектов, вроде допплеровского ускорения, из-за чего кажется, что они ярче, чем на самом деле, иногда ярче всех звёзд в своей галактике вместе взятых! Так что именно удача, направившая луч блазара в нашу сторону, позволяет нам изучать такие экстремальные объекты как квазары и блазары буквально под разными углами.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Павел Поцелуев

Павел Поцелуев

Руководитель проекта. Переводит, озвучивает, ведёт прямые трансляции, короче, рулит этим огромным космическим кораблём.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: