Астрономы впервые нашли источник мощного всплеска нейтрино
Астрофизики впервые связали рекордно мощный всплеск нейтрино с конкретной далекой галактикой. Его источником могла стать компактная галактика, где новые звезды рождаются намного быстрее, чем в Млечном Пути.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 18 июня. /Новости науки/. Международный коллектив астрофизиков впервые локализовал источник одного из самых мощных всплесков нейтрино, который обсерватория IceCube зафиксировала в сентябре 2021 года. Им оказалась древняя компактная галактика JCMT0402−0424 в созвездии Эридана, сообщила пресс-служба Ассоциации университетов, проводящих астрономические исследования (AURA).
Всплеск получил обозначение IC 210922A. Его энергия достигла 750 тераэлектронвольт. Это делает событие одним из самых мощных нейтринных сигналов, известных астрономам.
Нейтрино — это очень легкие элементарные частицы. Они почти не взаимодействуют с веществом и проходят через звезды, планеты и галактики почти без помех. Поэтому такие частицы могут нести информацию о самых энергичных процессах во Вселенной. Но по той же причине их трудно ловить и еще труднее связывать с конкретным источником.
После регистрации IC 210922A ученые начали искать объект, который мог породить этот сигнал. Для этого они изучили данные космических телескопов «Ферми», Swift и других инструментов. Сначала в нужной области не нашли подходящего источника.
Решить задачу помогли снимки, полученные с помощью субмиллиметрового телескопа JCMT и радиотелескопа SMA. Оба инструмента находятся на вершине горы Мауна-Кеа на Гавайях. Их совместная работа позволила получить детальные изображения далекой области неба, плохо видимой в других диапазонах.
На этих снимках астрономы обнаружили ранее неизвестную галактику JCMT0402−0424. Она почти скрыта плотным коконом из пыли и газа, поэтому плохо видна в оптическом и других диапазонах. Зато в субмиллиметровом диапазоне галактика оказалась очень яркой.
По расчетам ученых, JCMT0402−0424 находится примерно в 13 млрд световых лет от Земли. Несмотря на компактные размеры, она производит новые звезды в десятки, а возможно, и в сотни раз быстрее, чем Млечный Путь.
«Компактные звездообразующие галактики, подобные данному объекту, могут быть широко распространены по Вселенной и играть важную роль в формировании ее нейтринного фонового излучения. По нашим оценкам, до 20% рассеянного потока частиц, который фиксируется обсерваторией IceCube, порождается подобными далекими галактиками», — сказал научный сотрудник Национального центрального университета Тайваня Юдзи Урата, слова которого приводит пресс-служба AURA.
Излучение JCMT0402−0424 усиливает гравитационная линза. Ее создает другая галактика, расположенная между Землей и источником. Такая линза работает как природный телескоп: ее гравитация искривляет и усиливает свет далекого объекта.
Благодаря этому эффекту ученые смогли изучить центральную часть JCMT0402−0424. Там они нашли сверхплотные облака газа и пыли. Астрофизики считают, что именно в таких областях могли возникнуть условия для рождения мощного потока нейтрино.
Авторы работы считают, что подобные галактики могут давать заметную долю нейтрино, которые IceCube регистрирует как рассеянный фон. Новые наблюдения за JCMT0402−0424 и похожими объектами помогут понять, какие процессы ускоряют частицы до экстремальных энергий и порождают такие всплески.
Всплеск получил обозначение IC 210922A. Его энергия достигла 750 тераэлектронвольт. Это делает событие одним из самых мощных нейтринных сигналов, известных астрономам.
Нейтрино — это очень легкие элементарные частицы. Они почти не взаимодействуют с веществом и проходят через звезды, планеты и галактики почти без помех. Поэтому такие частицы могут нести информацию о самых энергичных процессах во Вселенной. Но по той же причине их трудно ловить и еще труднее связывать с конкретным источником.
После регистрации IC 210922A ученые начали искать объект, который мог породить этот сигнал. Для этого они изучили данные космических телескопов «Ферми», Swift и других инструментов. Сначала в нужной области не нашли подходящего источника.
Решить задачу помогли снимки, полученные с помощью субмиллиметрового телескопа JCMT и радиотелескопа SMA. Оба инструмента находятся на вершине горы Мауна-Кеа на Гавайях. Их совместная работа позволила получить детальные изображения далекой области неба, плохо видимой в других диапазонах.
На этих снимках астрономы обнаружили ранее неизвестную галактику JCMT0402−0424. Она почти скрыта плотным коконом из пыли и газа, поэтому плохо видна в оптическом и других диапазонах. Зато в субмиллиметровом диапазоне галактика оказалась очень яркой.
По расчетам ученых, JCMT0402−0424 находится примерно в 13 млрд световых лет от Земли. Несмотря на компактные размеры, она производит новые звезды в десятки, а возможно, и в сотни раз быстрее, чем Млечный Путь.
«Компактные звездообразующие галактики, подобные данному объекту, могут быть широко распространены по Вселенной и играть важную роль в формировании ее нейтринного фонового излучения. По нашим оценкам, до 20% рассеянного потока частиц, который фиксируется обсерваторией IceCube, порождается подобными далекими галактиками», — сказал научный сотрудник Национального центрального университета Тайваня Юдзи Урата, слова которого приводит пресс-служба AURA.
Излучение JCMT0402−0424 усиливает гравитационная линза. Ее создает другая галактика, расположенная между Землей и источником. Такая линза работает как природный телескоп: ее гравитация искривляет и усиливает свет далекого объекта.
Благодаря этому эффекту ученые смогли изучить центральную часть JCMT0402−0424. Там они нашли сверхплотные облака газа и пыли. Астрофизики считают, что именно в таких областях могли возникнуть условия для рождения мощного потока нейтрино.
Авторы работы считают, что подобные галактики могут давать заметную долю нейтрино, которые IceCube регистрирует как рассеянный фон. Новые наблюдения за JCMT0402−0424 и похожими объектами помогут понять, какие процессы ускоряют частицы до экстремальных энергий и порождают такие всплески.
