Космические рентгеновские телескопы обнаружили, что черные дыры являются “фабриками” по производству высокоэнергетических нейтрино

IT новости на Учитель программирования Ру
Гигантская черная дыра Sagittarius A* (Sgr A*), находящаяся в центре нашей галактики, галактики Млечного Пути, является своего рода “фабрикой” по производству таинственных высокоэнергетических частиц, называемых нейтрино. На это явление указывают данные, полученные при помощи трех рентгеновских космических телескопов – рентгеновской обсерватории Чандра (Chandra X-ray Observatory), гамма-телескопа Swift и телескопа Nuclear Spectroscopic Telescope Array ( NuSTAR). И, если эти данные получат подтверждения, сделанные другими астрономическими инструментами, то это станет первым в истории случаем, когда астрономам удалось зарегистрировать поток нейтрино, излучаемый черной дырой.

Напомним нашим читателям, что нейтрино – это крошечные частицы, не имеющие электрического заряда, которые очень слабо взаимодействуют с электронами и протонами, входящими в состав атомов всех элементов. В отличие от фотонов света или частиц, несущих электрический заряд, нейтрино могут возникнуть где-то в глубинах сверхмассивных космических объектов и беспрепятственно “пронизать” Вселенную, не будучи поглощенными, не вступая во взаимодействие с материей и не отклоняясь под воздействием магнитных полей.

В нашей Солнечной системе основным генератором нейтрино является Солнце. Однако, некоторые из нейтрино, прибывающие извне Солнечной системы, имеют энергию в миллионы и миллиарды раз превышающей энергию нейтрино, рождаемых в недрах Солнца. И до последнего времени ученым было неизвестно происхождение нейтрино со столь высоким уровнем энергии.

“Обнаружение источников этих высокоэнергетических нейтрино было одной из самых главных задач астрофизики до последнего времени” – рассказывает Янг Бай (Yang Bai), ученый из университета Висконсина в Мэдисоне (University of Wisconsin in Madison), – “Теперь мы получили первые доказательства тому, что источником некоторых из регистрируемых нейтрино с высокой энергией является сверхмассивная черная дыра, находящаяся в центре нашей собственной галактики”.

Поскольку нейтрино проходят сквозь любую материю, практически не взаимодействуя с ней, чрезвычайно трудно определить точное направление движения этих частиц и вычислить источник их происхождения. Нейтрино-обсерватория IceCube Neutrino Observatory, расположенная в толще льдов Южного Полюса, зарегистрировала всего 36 высокоэнергетических нейтрино с 2010 года, когда обсерватория начала производить наблюдения. Но, совместив данные, собираемые обсерваторией IceCube, с данными от трех рентгеновских и гамма-телескопов, ученые получили возможность более точно определить траекторию движения некоторых частиц нейтрино и выяснить расположение их источника.

“После того, как обсерватория Чандра зарегистрировала одну из самых сильных вспышек в районе черной дыры Sagittarius A*, мы сразу же начали мониторить пространство в поисках следов этой вспышки” – рассказывает Андреа Петерсон (Andrea Peterson), – “И буквально через три часа обсерватория IceCube зарегистрировала нейтрино, прибывшие из центра нашей галактики”. Кроме этого случая, высокоэнергетические нейтрино были обнаружены еще несколько раз после вспышек в районе черной дыры, которые наблюдались телескопами Swift и NuSTAR.

В настоящее время ученые занимаются разработкой модели, которая описывает процесс рождения высокоэнергетических нейтрино черной дырой Sgr A*. Согласно одной из имеющихся теорий, это может произойти в результате ускорения частиц ударной волной космического взрыва, которые затем сталкиваются и распадаются на другие частицы, порождая помимо прочих частиц и высокоэнергетические нейтрино.

Следует отметить, что обнаружение частиц нейтрино, источником которых являются черные дыры, может способствовать открытию еще одной загадки, касающейся поисков источников высокоэнергетических космических лучей. Поскольку эти лучи состоят преимущественно из заряженных частиц, они, эти лучи искривляются под воздействием магнитных полей нашей галактики, что, в свою очередь, делает невозможным точное определения положения их источника. Но, потоки высокоэнергетических частиц космических лучей, как и потоки нейтрино, могут возникать при столкновениях заряженных частиц, разогнанных до высоких энергий ударными волнами черной дыры Sgr A*. Но это пока еще только лишь предположение, которое требует тщательной проверки, чем и собираются заняться астрономы и астрофизики из университета Висконсина в ближайшем будущем.

Источник


Поделиться ссылочкой: