У лютому минулого року на дні океану сталося щось особливе. Глибоко під Середземним морем.
Вчені виявили нейтрино. І не якісь звичайні, а найпотужніші з усіх колись зареєстрованих нейтрино. Вони досягли Землі 13 лютого 2003 року, рухаючись зі швидкістю майже світла. Декілька кілометрів нижче за течією KM3NeT зафіксував мюон.
Його енергія була величезною – двадцять два мільйони білліелектронвольт. Щоб зрозуміти, наскільки це велике: для відтворення такої енергії в лабораторії знадобився адаптер довжиною рівного кола Землі. Великий адронний колайдер у порівнянні з цим виглядав би як іграшка.
Але звідки він узявся?
“Існує кілька можливих пояснень походження цього нейтрино”, сказала Мерієм Бендаман з команди KM3NeT. “Наприклад… нейтрино можуть виникати внаслідок дії різних джерел, таких як блазари.“
Блазар. Це основний кандидат у ролі джерела нейтрино.
Космічний джерело
Уявіть собі квазар. Чи знаєте ви про яскраве ядро далекої галактики, про надмасивну чорну дірку, що живиться зірками та газом, що випромінює радіацію в космос? Тепер уявіть, що це джерело спрямоване прямо на нас. Це і є блазар.
Зазвичай квазари випромінюють світло убік. А блазари спрямовують своє випромінювання прямо на нас.
Цей нейтрино не був єдиним таким випадком. Але його енергія була набагато вищою, ніж у попередніх випадків. Чому це важливо? Тому що знайти джерело нейтрино подібно до того, як би ви були детективом на місці злочину, без свідків.
Є одна дивина: зазвичай, коли енергія такого рівня виходить із одного джерела – наприклад, від наднового чи зоряного спалаху – також виходить світло. Радіохвилі, рентгенівські промені, гамма-промені. Сигнали у різних діапазонах спектра.
Але в цих діапазонах не було жодних сигналів.
“Це змушує нас припустити … що джерелом нейтрино може бути якийсь шахрай”, пояснила Бендаман. Не один вибух, а безліч джерел, які разом створюють цей ефект.
Моделювання
Команда мала моделювати це явище. Їм потрібно було знайти модель, яка б пояснювала таку величезну енергію нейтрино, не порушуючи при цьому інших законів фізики. Зокрема, вони не могли перевищувати межі гамма-випромінювання, встановлені супутником Фермі, і не могли ігнорувати відсутність подібних сигналів в IceCube в Антарктиді або недобудованої мережі KM3Net поруч із Сицилією.
Вони змінили кілька параметрів: магнітні поля, межі прискорення частинок. Вони також враховували кількість енергії, яку несуть протони проти електронами.
Розрахунки підтвердили правильність моделювання.
Група блазарів може бути джерелом нейтрино. Це відповідає даним. Це також відповідає межам гамма-випромінювання. Це пояснює рідкість таких подій.
Отже, ми знайшли джерело нейтрино?
Не зовсім. Модель показує, що блазари можуть бути джерелом нейтрино, але це не доводить, що саме цей блазар є джерелом. Це просто показує, що ці чорні дірки здатні випромінювати енергію більше, ніж ми думали.
Нам потрібно більше даних. Наразі нейтрино продовжують проходити через нас – 100 трильйонів на секунду. А рідкісні блазар залишаються невідкритими, невидимими.
Просто чекаємо.
