Астрофізики зафіксували частинку рекордної космічної енергії на дні Середземного моря

У Середземному морі науковці зафіксували рекордне нейтрино надвисокої енергії — близько 220 петаелектронвольт. Сигнал зареєстрував детектор KM3NeT/ARCA біля узбережжя Сицилії, використовуючи морську воду як середовище для виявлення слабкого світіння, що виникає під час проходження частинок. Це відкриття перевищило попередні рекорди більш ніж у десять разів і стало несподіванкою для фізиків.

Нейтрино — майже невловимі «примарні» частинки, які не мають заряду і майже не взаємодіють із речовиною. Їхнє виявлення на таких енергіях потребує масштабних установок і тривалих спостережень. Саме тому сигнал змусив учених шукати пояснення: жодне з відомих джерел не відповідало настільки екстремальним параметрам.

Дослідники висунули головну гіпотезу: джерелом нейтрино могли бути блазари — активні галактичні ядра з надмасивними чорними дірами, які викидають струмені плазми майже зі швидкістю світла. Завдяки орієнтації їхніх джетів прямо на Землю блазари є одними з найяскравіших і найекстремальніших об’єктів у небі.

Один з детекторів KM3Net з фотодетекторами, оптимізованими для слабкого світла нейтринних подій. (KM3Net)

Моделювання показало, що колективна активність блазарів може створювати потік надвисокоенергетичних нейтрино, який відповідає спостереженням. Важливо, що під час події не було зафіксовано електромагнітного спалаху, що відводить пояснення від одного катастрофічного джерела й натомість вказує на дифузний фон — багато об’єктів, які постійно генерують такі частинки.

На момент відкриття KM3NeT працював лише на 10% від запланованої потужності. Коли детектор буде повністю розгорнутий, очікується значно більше даних і нові відкриття. Якщо підтвердиться, що блазари здатні прискорювати частинки до таких енергій, це змінить наше уявлення про найпотужніші «двигуни» у Всесвіті.