Космічні промені, які складаються з електрично заряджених частинок високої енергії, постійно бомбардують земну атмосферу. Ці частинки прийшли з глибокого космосу, вони подолали мільярди світлових років. Однак звідки вони беруть свій початок? Що з такою величезною силою стріляє ними по Всесвіту? Ці питання були одними з найважливіших проблем астрофізики вже більше століття.
Міжнародна дослідницька група під керівництвом Університет Вюрцбурга і університет Женеви (UNIGE) проливає світло на один аспект цієї таємниці: вважається, що нейтрино народжуються в блазарах, галактичних ядрах, що живляться надмасивними чорних дір.
Сара Бусон завжди вважала це важливим завданням. У 2017 році дослідник та його колеги вперше представили блазар (TXS 0506+056) як потенційне джерело нейтрино. Це дослідження викликало наукову дискусію про те, чи справді існує зв’язок між блазарами та нейтрино високої енергії.
Зробивши цей початковий позитивний крок, команда професора Бусона отримала фінансування від Європейської дослідницької ради для запуску амбітного дослідницького проекту з кількома месенджерами в червні 2021 року. Аналіз численних сигналів (або «посланників», наприклад, нейтрино) із Всесвіту є вимагається. Основна мета полягає в тому, щоб пролити світло на походження астрофізичних нейтрино, потенційно підтвердивши це блазари як перше цілком надійне джерело позагалактичних нейтрино високої енергії.
Зараз проект демонструє свій перший успіх. Вчені підтверджують, що блазари можна впевнено пов’язувати з астрофізичними нейтрино з безпрецедентним ступенем достовірності.
Андреа Трамасере з Женевського університету сказала: «Процес аккреції та обертання чорної діри призводять до утворення релятивістських струменів, де частинки прискорюються та випромінюють випромінювання з енергією в тисячу мільярдів енергії видимого світла! Відкриття зв’язку між цими об’єктами та космічними променями може бути «розеттським каменем» астрофізики високих енергій!»
Вчені використовували дані про нейтрино з нейтринної обсерваторії IceCube в Антарктиді та BZCat, одного з найточніших каталогів блазарів. Використовуючи ці дані, вони повинні були довести, що блазари, спрямовані положення яких збігалися з положеннями нейтрино, не були там випадково.
Потім вчені розробляють програмне забезпечення, яке може оцінити, наскільки однаково виглядають розподіли цих об’єктів у небі.
Андреа Трамасере сказав: «Кілька разів кинувши кубики, ми виявили, що випадкова асоціація може перевищувати реальні дані лише раз на мільйон випробувань! Це переконливий доказ того, що наші асоціації правильні».
Незважаючи на свої досягнення, команда дослідників вважає, що кількість речей у цій початковій вибірці є лише «верхівкою айсберга». Завдяки їхнім зусиллям вони зібрали «нові докази спостережень», які є ключовим компонентом у створенні більш точних моделей астрофізичних прискорювачів.
Вчені зазначив,, «Що нам потрібно зробити зараз, так це зрозуміти головну різницю між об’єктами, які випромінюють нейтрино, і тими, які їх не випромінюють. Це допоможе нам зрозуміти, якою мірою середовище і прискорювач «розмовляють» один з одним. Тоді ми зможемо виключити деякі моделі, покращити передбачувальну здатність інших і, нарешті, додати більше частин до вічної головоломки прискорення космічних променів!»
Довідка з журналу:
- Сара Бусон, Андреа Трамасере та ін. Початок подорожі по Всесвіту: відкриття позагалактичних фабрик нейтрино. Опубліковано 2022 липня 14 р. • © 2022 р. Автор(и). Опубліковано Американське астрономічне товариство. DOI: 10.3847/2041-8213/ac7d5b
