В феврале прошлого года на дне океана произошло что-то особенное. Глубоко под Средиземным морем.
Ученые обнаружили нейтрино. И не какие-то обычные, а самые мощные из всех когда-либо зарегистрированных нейтрино. Они достигли Земли 13 февраля 2003 года, двигаясь со скоростью почти света. Несколько километров ниже по течению KM3NeT зафиксировал мюон.
Его энергия была огромной – двадцать два миллиона биллиэлектронвольт. Чтобы понять, насколько это велико: для воспроизведения такой энергии в лаборатории потребовался бы адаптер длиной равной окружности Земли. Большой адронный коллайдер по сравнению с этим выглядел бы как игрушка.
Но откуда он взялся?
“Существует несколько возможных объяснений происхождения этого нейтрино“, сказала Мерием Бендаман из команды KM3NeT. “Например… нейтрино могут возникать в результате действия различных источников, таких как блазары.“
Блазары. Это основной кандидат на роль источника нейтрино.
Космический источник
Представьте себе квазар. Знаете ли вы о ярком ядре далекой галактики, о сверхмассивной черной дыре, питающейся звездами и газом, излучающей радиацию в космос? Теперь представьте, что этот источник направлен прямо на нас. Это и есть блазар.
Обычно квазары излучают свет в стороны. А блазары направляют свое излучение прямо на нас.
Этот нейтрино не был единственным таким случаем. Но его энергия была гораздо выше, чем у предыдущих случаев. Почему это важно? Потому что найти источник нейтрино подобно тому, как если бы вы были детективом на месте преступления, без свидетелей.
Есть одна странность: обычно, когда энергия такого уровня получается из одного источника – например, от сверхновой или звездного вспышки – также получается свет. Радиоволны, рентгеновские лучи, гамма-лучи. Сигналы в разных диапазонах спектра.
Но в этих диапазонах не было никаких сигналов.
“Это заставляет нас предположить… что источником нейтрино может быть какой-то блазар“, объяснила Бендаман. Не один взрыв, а множество источников, вместе создающих этот эффект.
Моделирование
Команда должна была моделировать это явление. Им нужно было найти модель, которая объясняла бы такую огромную энергию нейтрино, не нарушая при этом других законов физики. В частности, они не могли превышать пределы гамма-излучения, установленные спутником Ферми, и не могли игнорировать отсутствие подобных сигналов в IceCube в Антарктиде или в недостроенной сети KM3NeT рядом с Сицилией.
Они изменили несколько параметров: магнитные поля, пределы ускорения частиц. Они также учитывали количество энергии, которую несут протоны по сравнению с электронами.
Расчеты подтвердили правильность моделирования.
Группа блазаров может быть источником нейтрино. Это соответствует данным. Это также соответствует пределам гамма-излучения. Это объясняет редкость таких событий.
Значит, мы нашли источник нейтрино?
Не совсем. Модель показывает, что блазары могут быть источником нейтрино, но это не доказывает, что именно этот блазар является источником. Это просто показывает, что эти черные дыры способны излучать энергию, больше, чем мы думали.
Нам нужно больше данных. Пока что нейтрино продолжают проходить через нас – 100 триллионов на секунду. А редкие блазары остаются неоткрытыми, невидимыми.
Просто ждем.
