НОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОМОГАЕТ СУЗИТЬ ПОИСКИ ИЗОБРЕТАТЕЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ НЕЙТРИНО
С первого взгляда Вселенная может казаться умиротворяющей и вдохновляющей, но на самом деле она переполнена частицами, движущимися со скоростью, близкой к скорости света, и обладающими огромной энергией. Эти частицы, главными среди которых являются атомные ядра и субатомные частицы, такие как протоны и нейтрино, постоянно обрушиваются на Землю. Происхождение этих частиц остается одной из главных загадок современной астрофизики. Одна из ведущих теорий гласит, что они создаются в результате экстремальных событий, таких как сверхновые и события разрушенияtidal disruption events (TDEs), когда звезды разрываются черными дырами.
В этом сценарии взрывные трансляционные события и мощные гравитационные силы ускоряют частицы до релятивистских скоростей. Однако эта теория никогда не была основательно проверена. Недавно команда исследователей под руководством Тохоку университета провела первое систематическое исследование космических источников для события "нейтрино мультиплетов", обнаруженного в обсерватории IceCube в Антарктиде. Результаты их работы помогают сужать круг поисков источников самых энергичных частиц во Вселенной.
Команду возглавлял Сейдзи Тошикаге, аспирант астрономического института Тохоку университета, который сотрудничал с профессором Сигео Кимурой, работавшим в Передовом исследовательском институте междисциплинарных наук, и другими исследователями. Исследование было представлено 23 октября в журнале The Astrophysical Journal.
Мультиплет — это редкое событие, при котором несколько высокоэнергетических нейтрино регистрируются из одного направления за короткий промежуток времени. В данном случае детекций произошло в течение месяца. Команда начала поиск возможных источников, используя данные, полученные от Zwicky Transient Facility, которая применяет широкоугольную камеру для обнаружения переходных оптических событий на ночном небосклоне. Затем исследователи искали видимые свидетельства астрофизических событий, совпадающие с "мультиплетом нейтрино", зарегистрированным обсерваторией IceCube.
Несмотря на то, что их расследование не обнаружило следов сверхновых, TDE или других взрывных событий, которые могли бы совпадать с детекцией нейтрино, результаты оказались весьма информативными. Эти результаты позволили команде установить более строгие ограничения на взрывные события, способные производить нейтрино мультиплеты, в частности, на их яркость и продолжительность. Более того, это приближает астрономическое сообщество к решению одной из самых фундаментальных загадок астрофизики. Как выразился Тошикаге: "Хотя на этот раз мы не нашли никаких переходных источников, наши результаты показывают, что даже отсутствие наблюдений может дать мощные инсайты. Они помогают уточнять наши модели и направлять будущие поиски истинных источников высокоэнергетических нейтрино".
На следующем этапе команда планирует провести быстрые наблюдения для выявления дополнительных оптических сопутствий детекций нейтрино мультиплетов, зарегистрированных сотрудничеством IceCube. Основываясь на методах анализа, разработанных для этого исследования, они надеются идентифицировать космические источники всех высокоэнергетических частиц, пронизывающих Вселенную.
Читать далее: Об университете Тохоку, журнал Astrophysical Journal.
