Астрофізики вперше в історії виявили нове джерело нейтрино у надмасивних чорних дірах

Фізики виявили нове джерело нейтрино — надмасивна чорна діра в центрі спіральної галактики М77, яка випромінює ці «примарні частинки» з аномально високою інтенсивністю. Це відкриття проливає світло на механізми формування нейтрино у Всесвіті і дозволяє по-новому поглянути на екстремальні фізичні процеси в активних ядрах галактик.

М77 розташована на відстані 47 мільйонів світлових років від Землі та містить активне галактичне ядро — надмасивну чорну діру, яка поглинає матерію і формує потужні струмені випромінювання. Саме тут було зафіксовано аномальну диспропорцію: надзвичайно високий рівень нейтрино, але несподівано низький рівень гамма-випромінювання. Це суперечить стандартним моделям, де водень — основне джерело таких частинок, адже його зіткнення з фотонами спричиняє як гамма-сплески, так і потік нейтрино.

Науковці припускають, що у випадку М77 джерелом є не водень, а гелій. У струменях навколо чорної діри гелій може прискорюватись до високих енергій. Після зіткнення з фотонами ядро гелію може розпадатися, утворюючи нестабільні нейтрони, які, у свою чергу, розкладаються з викидом нейтрино — але без генерації значного гамма-випромінювання.

Це пояснення передбачає існування нових фізичних умов поблизу чорних дір, де звичайні моделі частинкових взаємодій не діють. Детектори нейтринної обсерваторії IceCube в Антарктиді зафіксували ці частинки, які практично не взаємодіють з речовиною й безперешкодно проходять крізь планети, зокрема й тіло людини — трильйони щосекунди.

Відкриття не лише підтверджує унікальну роль галактики М77 як джерела високотих нейтрино, а й відкриває нові напрямки в дослідженні фізики частинок, зокрема вивчення природи гелію як компонента надвисокоенергетичних процесів у космосі.