Космические лучи, состоящие из сильно заряженных электрически заряженных частиц, непрерывно бомбардируют земную атмосферу. Эти частицы пришли из глубокого космоса, они прошли миллиарды световых лет. Однако, где они происходят? Что стреляет ими по Вселенной с такой огромной силой? Эти вопросы были одними из самых важных задач астрофизики на протяжении более века.
Международная исследовательская группа под руководством Университет Вюрцбурга и Университет Женевы (UNIGE) проливает свет на один аспект этой тайны: считается, что нейтрино рождаются в блазарах, галактических ядрах, питаемых сверхмассивными черных дыр.
Сара Бусон всегда считала это важной задачей. В 2017 году исследователь и его коллеги впервые представили блазар (TXS 0506+056) в качестве потенциального источника нейтрино. Это исследование вызвало научную дискуссию о том, действительно ли существует связь между блазарами и нейтрино высоких энергий.
Сделав этот первоначальный положительный шаг, группа профессора Бусона получила финансирование от Европейского исследовательского совета для запуска в июне 2021 года амбициозного исследовательского проекта с несколькими мессенджерами. Анализ многочисленных сигналов (или «посланников», например, нейтрино) из Вселенной необходимый. Основная цель — пролить свет на происхождение астрофизических нейтрино, потенциально подтверждая блазары как первый весьма достоверный источник внегалактических нейтрино высоких энергий.
Сейчас проект демонстрирует свой первый успех. Ученые подтверждают, что блазары могут быть с беспрецедентной степенью уверенности связаны с астрофизическими нейтрино.
Андреа Трамасере из Женевского университета сказала: «Процесс аккреции и вращение черной дыры приводят к образованию релятивистских струй, в которых частицы ускоряются и испускают излучение с энергией в тысячу миллиардов энергий видимого света! Открытие связи между этими объектами и космическими лучами может стать «Розеттским камнем» астрофизики высоких энергий!»
Ученые использовали нейтринные данные из нейтринной обсерватории IceCube в Антарктиде и BZCat, одного из самых точных каталогов блазаров. Используя эти данные, они должны были доказать, что блазары, чье положение по направлению совпадает с положением нейтрино, появились не случайно.
Затем ученые разрабатывают программное обеспечение, которое может оценить, насколько распределение этих объектов на небе выглядит одинаково.
Андреа Трамасере сказала: «После нескольких бросков костей мы обнаружили, что случайная ассоциация может превзойти реальные данные только один раз на миллион испытаний! Это убедительное доказательство того, что наши ассоциации верны».
Несмотря на свои достижения, исследовательская группа считает, что количество вещей в этой исходной выборке — это лишь «верхушка айсберга». Благодаря своим усилиям они собрали «новые данные наблюдений», что является ключевым компонентом в создании более точных моделей астрофизических ускорителей.
Ученые отметил,, «То, что нам нужно сделать сейчас, — это понять основную разницу между объектами, излучающими нейтрино, и теми, которые этого не делают. Это поможет нам понять, в какой степени среда и ускоритель «разговаривают» друг с другом. Тогда мы сможем исключить одни модели, улучшить предсказательную силу других и, наконец, добавить больше кусочков к вечной головоломке ускорения космических лучей!»
Справочник журнала:
- Сара Бусон, Андреа Трамасере и др. Начало путешествия по Вселенной: открытие внегалактических нейтринных фабрик. Опубликовано 2022 июля 14 г. • © 2022. Автор(ы). Опубликовано Американское астрономическое общество, DOI: 10.3847/2041-8213/ac7d5b
