В Средиземном море обнаружили рекордный сигнал космического нейтрино, связанного с черными дырами

Учёные зафиксировали уникальное космическое событие: в глубинах Средиземного моря был зарегистрирован сигнал нейтрино рекордной энергии. Наблюдение стало одним из самых необычных за всю историю изучения этих частиц и может быть связано с процессами вокруг чёрных дыр. Результаты исследования планируется опубликовать в научном журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, а предварительная версия уже размещена на платформе arXiv.

Нейтрино часто называют «призрачными частицами», поскольку они практически не взаимодействуют с веществом. Огромное количество таких частиц постоянно проходит сквозь Землю и человеческие тела, не оставляя следов. Лишь в редких случаях нейтрино сталкиваются с материей, вызывая вспышки света или появление вторичных частиц. Чтобы зафиксировать подобные события, необходимы гигантские детекторы. Один из них — подводная обсерватория KM3NeT, расположенная на дне Средиземного моря.

Несмотря на то что на момент открытия установка была построена лишь примерно на десять процентов, ей удалось зарегистрировать событие под обозначением KM3-230213A. Это нейтрино оказалось в 35 раз более энергичным, чем предыдущий рекордсмен, и примерно в 100 тысяч раз мощнее частиц, которые получают в экспериментах на Большом адронном коллайдере.

Подобная энергия указывает на чрезвычайно мощный источник. Учёные рассматривают несколько возможных объяснений происхождения частицы. Ранее предполагалось, что подобные нейтрино могут возникать при распаде первичных чёрных дыр. Однако новая гипотеза связывает событие с блазарами — активными сверхмассивными чёрными дырами в центрах галактик, которые выбрасывают струи высокоэнергетических частиц.

Исследователи также рассматривают сценарий, при котором такие нейтрино появляются в результате взаимодействия космических лучей сверхвысокой энергии с космическим микроволновым фоновым излучением — остаточным светом ранней Вселенной. Однако пока ни одна из версий не получила окончательного подтверждения.

Моделирование показало, что источник сигнала вряд ли был кратковременным явлением вроде вспышки или взрыва, поскольку астрономы не обнаружили соответствующих световых сигналов. Более вероятно, что частица возникла в результате диффузного излучения нейтрино, создаваемого целой популяцией мощных космических ускорителей, таких как блазары.

Учёные подчеркивают, что подобные события чрезвычайно редки. Даже при том, что детектор KM3NeT работает лишь на небольшой части своей проектной мощности, ему удалось зафиксировать частицу с энергией, которая почти не имеет аналогов в наблюдениях.

Исследователи считают, что дальнейшее расширение обсерватории позволит регистрировать больше подобных сигналов. Когда установка будет полностью завершена, накопленные данные помогут провести более точный статистический анализ и приблизят ученых к пониманию природы нейтрино сверхвысоких энергий. Такие наблюдения могут открыть новое направление в изучении самых мощных процессов во Вселенной.

Читайте также: