Вперше в історії астрономи зафіксували космічний сигнал ядерного нейтрино

У галактиці NGC 1068 зафіксовано потужне джерело високоенергетичних нейтрино, не пов’язане з очікуваним рівнем гамма-випромінювання. Це суперечить усталеним моделям, у яких нейтрино утворюються внаслідок зіткнень протонів з фотонами, що зазвичай супроводжується гамма-променями аналогічної інтенсивності.

Згідно з новим дослідженням, опублікованим у Physical Review Letters, висунуто альтернативне пояснення цього явища. Автори — вчені з UCLA, Університету Осаки та Інституту Кавлі — припускають, що джерелом нейтрино є розпад гелієвих ядер, які руйнуються при взаємодії з ультрафіолетовим випромінюванням поблизу надмасивної чорної діри в центрі галактики. У результаті таких фотоядерних реакцій утворюються нейтрони, які далі розпадаються з утворенням нейтрино, але без значного викиду гамма-променів.

Спостереження здійснювалися за допомогою детектора IceCube, розташованого під антарктичним льодом. Він зареєстрував потік високоенергетичних нейтрино, що не супроводжувався типовим гамма-сигналом. За словами авторів дослідження, це свідчить про інший механізм утворення частинок, ніж вважалося раніше.

У центрі уваги також — новий підхід до аналізу струменів частинок, що виникають біля надмасивних чорних дір, зокрема таких, як у NGC 1068 або в центрі Чумацького Шляху. Вчені зазначають, що моделі, які ґрунтуються виключно на протон-фотонних взаємодіях, не пояснюють дані, отримані в цьому випадку.

Дослідження було підтримане Міністерством енергетики США, Японською агенцією наукового розвитку та програмою WPI. Його результати можуть вплинути на подальше вивчення нейтрино та умов у центрі активних галактик, а також на розвиток нейтриноастрономії як окремого напрямку фундаментальної науки.