Блазар является источником нейтрино высоких энергий

Международная команда ученых обнаружила первые свидетельства источника космических нейтрино высоких энергий, призрачных субатомных частиц, которые могут беспрепятственно путешествовать миллиарды световых лет в самых экстремальных средах через всю Вселенную на Землю.

Наблюдения, сделанные Обсерваторией Нейтрино IceCube на станции Южного полюса Амундсена-Скотта и подтвержденные телескопами по всему миру и на орбите Земли, помогают решить более чем столетнюю загадку о том, что посылает субатомные частицы, такие как нейтрино и космические лучи.

Поскольку они были впервые обнаружены более ста лет назад, космические лучи — высокоэнергетические частицы, которые непрерывно достигают Земли из космоса, представляют собой большую тайну: что создает и запускает эти частицы на таких огромных расстояниях? Откуда они?

Поскольку космические лучи являются заряженными частицами, их пути не могут быть прослежены непосредственно до их источников из-за мощных магнитных полей, которые заполняют пространство и деформируют их траектории.

Но мощные космические ускорители, которые их производят, также будут генерировать нейтрино. Нейтрино — незаряженные частицы, не подверженные влиянию даже самого мощного магнитного поля. Они редко взаимодействуют с материей и почти не имеют массы, поэтому их прозвище «призрачная частица», -нетрино почти не меняет траекторию от своего источника, что дает ученым почти прямой указатель на их источник.

Две статьи, опубликованные на этой неделе в журнале Science, впервые представили доказательства известного блазара как источника нейтрино и частиц высоких энергий, обнаруженного Обсерваторией IceCube, поддерживаемой Национальным научным фондом. Этот блазар, обозначенный астрономами как TXS 0506 + 056, был впервые выделен после предупреждения о нейтрино, отправленного IceCube 22 сентября 2017 года.

Блазар — это гигантская эллиптическая галактика с массивной, быстро вращающейся черной дырой в ее ядре. Особенностью подписи блазаров является то, что на полюсах вдоль оси вращения черной дыры испускаются две струи легких и элементарных частиц, и одна из них указывает в направление Земли. Блазар TXS 0506 + 056 расположен в ночном небе недалеко от левого плеча созвездия Ориона и находится на расстоянии около 4 миллиардов световых лет от Земли.

«Свидетельства для наблюдения за первым известным источником нейтрино высоких энергий и космических лучей являются неотразимыми», — говорит Фрэнсис Халцен, профессор физики из Университета Висконсина и ведущий научный сотрудник обсерватории «IceCube».

«Каждый посланник — от электромагнитного излучения, гравитационных волн и теперь нейтрино — дает нам более полное понимание Вселенной и важные новые идеи о самых мощных объектах и событиях на небе. Такие прорывы возможны только благодаря долгосрочным обязательствам к фундаментальным исследованиям и инвестициям в превосходные исследовательские учреждения» — говорят ученые.

IceCube был построен специально для идентификации и отслеживания нейтрино высоких энергий. В 2013 году сотрудничество ученых объявило об обнаружении первых нейтрино из-за пределов нашей Галактики и сделало многочисленные фундаментальные измерения в появляющейся области нейтринной астрономии.

Больше информации: «Multi-messenger observations of a flaring blazar coincident with high-energy neutrino IceCube-170922A,» The IceCube, Fermi-LAT, MAGIC, AGILE, ASAS-SN, HAWC, H.E.S.S, INTEGRAL, Kanata, Kiso, Kapteyn, Liverpool telescope, Subaru, Swift/NuSTAR, VERITAS, and VLA/17B-403 teams, Science 361. DOI: 10.1126/science.aat1378

«Neutrino emission from the direction of the blazar TXS 0506+056 prior to the IceCube-170922A alert,» IceCube Collaboration: M.G. Aartsen et al. Science 361. DOI: 10.1126/science.aat2890