RW Space

Представьте себе, что вы ловите одну каплю дождя и понимаете, что она упала из-за шторма на другом конце Вселенной.

Примерно масштаб того, что произошло 13 февраля 2023 года, когда детектор, погруженный в глубины Средиземного моря, зарегистрировал прохождение чего-то почти невероятно энергичного, нейтрино, несущего энергию около 220 ПэВ, превзойдя предыдущий рекорд более чем на порядок.

Нейтрино — частицы-призраки Вселенной. Они почти не имеют массы, не несут электрического заряда и настолько слабо взаимодействуют с обычной материей, что несколько миллиардов из них прошли через ваше тело с тех пор, как вы начали читать эту статью, даже не подозревая об этом.

Обнаружение даже одного из них при экстремальной энергии требует огромных усилий, поэтому существует детектор KM3NeT/ARCA, прикрепленный к морскому дну у побережья Сицилии и использующий в качестве среды обнаружения само Средиземное море.

Сигнал остановил физиков. Ничто в наших каталогах известных событий не казалось подходящим для такой энергичной частицы.

Поэтому сотрудничество KM3NeT сделало то, что сделал бы любой хороший детектив: работало в обратном направлении от доказательств, строило модели и проверяло гипотезы, пока что-то не совпадало.

Их главный подозреваемый, изложенный в новой статье в Журнале космологии и физики астрочастиц, представляет собой класс объектов, называемых блазарами.

Блазар – это активная галактика. ядро, по сути, галактика со сверхмассивной черной дырой в центре, пожирающей окружающий материал и выбрасывающей струю плазмы со скоростью, близкой к скорости света.

Что делает блазары особенными, так это их ориентация; струя направлена почти прямо на нас, что делает их одними из самых ярких и экстремальных объектов, видимых в небе.

Команда смоделировала реалистичную популяцию блазаров и рассчитала поток нейтрино, который такая популяция будет производить, а затем сравнила эти прогнозы с реальными наблюдениями не только с KM3NeT, но и с IceCube в Антарктиде, а также с космического гамма-телескопа Ферми.

Что особенно важно, они также уделили пристальное внимание тому, что представляют собой эти инструменты. не видел. Отсутствие сопоставимых событий с нейтрино сверхвысоких энергий где-либо еще накладывает жесткие ограничения на любое жизнеспособное объяснение, и модель блазара им удовлетворяет.

Одна важная подсказка указывает на отсутствие единственного драматического источника. Когда в глубоком космосе происходит что-то катастрофическое, например взрыв или вспышка, оно имеет тенденцию вызывать вспышку света на нескольких длинах волн одновременно.

Ни один такой электромагнитный аналог не был обнаружен наряду с событием 2023 года, что подталкивает объяснение к диффузному фону: не один объект делает что-то экстраординарное, а множество объектов коллективно производят устойчивый поток частиц чрезвычайной энергии, один из которых случайно прибыл точно в нужный момент.

Когда произошел рекордный момент нейтрино было обнаружено, KM3NeT работал всего на 21 линии обнаружения, что составляло примерно 10 процентов от его возможного полного размера. Учитывая, что весь детектор готов к работе, а впереди еще много лет данных, команда ожидает, что последуют гораздо более мощные исследования.

Связано: частицы-призраки, взаимодействующие с темной материей, могут раскрыть огромную космическую загадку

На данный момент блазары остаются главным подозреваемым. И если окажется, что они действительно способны ускорять частицы до таких энергий, это фундаментально перепишет то, что мы знали о самых экстремальных двигателях во Вселенной.

Эта статья была первоначально опубликована в журнале Universe Today. Прочтите оригинал статьи.