Российские ученые нашли, где в космосе рождаются нейтрино

МОСКВА, 13 мая — РИА Новости. Российские астрофизики впервые установили источник мельчайших космических частиц — нейтрино. Оказалось, что нейтрино высоких энергий рождаются вблизи черных дыр в центрах далеких активных галактик. Результаты исследования опубликованы в журнале Astrophysical Journal.

Нейтрино — одна из самых загадочных элементарных частиц. Даже их массу ученые до сих пор не знают, настолько она маленькая. Нейтрино свободно проникают сквозь предметы, людей и даже нашу планету.

Физики научились успешно обнаруживать нейтрино высоких энергий, приходящие к нам из космоса, в их взаимодействиях с мишенями нейтринных детекторов, но где рождаются космические нейтрино, до последнего времени было неизвестно. Источники космических нейтрино искали преимущественно в гамма-лучах, поскольку считалось, что эти частицы должны рождаться вместе с гамма-излучением.

Российские ученые из ФИАНа, МФТИ и ИЯИ РАН сравнили данные, полученные на нейтринном телескопе IceCube в Антарктиде, с радиоастрономическими наблюдениями квазаров — активных ядер далеких галактик, и нашли связь между рождением космических нейтрино и вспышками квазаров.

Согласно представлениям ученых, в центрах таких галактик расположены сверхмассивные черные дыры, поглощающие окружающее вещество. Во время падения вещества на черную дыру часть потока частиц выбрасывается обратно, ускоряется и рождает нейтрино, которые затем со скоростью света летят через всю Вселенную.

Нейтрино высоких энергий могут рождаться только с помощью протонов, разогнавшихся почти до скорости света. Нейтринная обсерватория IceCube с 2010 года регистрирует космические нейтрино и измеряет их энергии и направления прихода.

Проведя анализ происхождения нейтрино сверхвысоких энергий — более 200 триллионов электрон-вольт — авторы установили, что направления, откуда на Землю приходят нейтрино сверхвысоких энергий, указывают на яркие квазары по данным сети радиотелескопов всего мира.

Для проверки своей гипотезы ученые использовали данные российского радиоастрономического телескопа РАТАН-600, расположенного на Северном Кавказе в Карачаево-Черкессии. Всего ими было проанализировано около полусотни нейтрино высоких энергий, зарегистрированных IceCube.

Результаты подтвердили, что космические нейтрино сверхвысоких энергий образуются в центрах квазаров с массивными черными дырами, аккреционными дисками и выбросами очень горячего газа.

"До нас ученые искали источник нейтрино высоких энергий, что называется, "под фонарем". Мы же решили проверить нестандартную идею, не особо рассчитывая на успех. Но нам повезло! Многолетние совместные наблюдения на международных решетках радиотелескопов и замечательном российском РАТАНе позволили получить этот интереснейший результат", — приводятся в пресс-релизе ИЯИ РАН слова одного из исследователей Юрия Ковалева из ФИАНа и МФТИ.

"Поначалу результат мне показался “слишком хорошим”, но проведя детальный анализ данных и многочисленные проверки, мы подтвердили явную связь нейтринных событий с радиоизлучением, которую затем проверили по многолетним измерениям вспышек излучения на радиотелескопе РАТАН-600 Специальной астрофизической обсерватории, — говорит еще один из авторов статьи Сергей Троицкий из ИЯИ РАН. — Это большой успех в нейтринной астрофизике, и теперь наше открытие требует теоретического объяснения".

Ученые собираются проверять свой результат с помощью Байкальского нейтринного телескопа Baikal-GVD, который в настоящее время достраивается на дне озера Байкал и уже начал набор данных.