Учёные обнаружили нейтрино рекордно высокой энергии, которое может быть продуктом работы одного из самых мощных космических ускорителей частиц — блазара, питаемого сверхмассивной чёрной дырой.

Нейтрино было зарегистрировано 13 февраля 2023 года глубоководным нейтринным телескопом KM3NeT в Средиземном море. Его энергия оказалась примерно в 30 раз выше, чем у предыдущего самого энергичного нейтрино, когда-либо зафиксированного, рассказывает Space.com.

Что такое «призрачные частицы»

Нейтрино называют «призрачными частицами», потому что они почти не имеют массы, не несут электрического заряда и пролетают сквозь обычную материю, почти не взаимодействуя с ней. Чтобы поймать такое нейтрино, нужны огромные детекторы, такие как KM3NeT, расположенный на глубине 3450 метров под водой.

Энергия обнаруженной частицы составила около 220 миллиардов миллиардов электрон-вольт — это в 30 000 раз больше максимальной энергии, которую способен разогнать Большой адронный коллайдер.

Блазары как возможный источник

Блазары — это активные ядра галактик, в центре которых находится сверхмассивная чёрная дыра, активно поглощающая вещество. Они выбрасывают мощные релятивистские струи частиц и излучения прямо в направлении Земли.

«Есть несколько возможных объяснений происхождения этой частицы. Одно из них — взаимодействие ультравысокоэнергетических космических лучей с реликтовым излучением. Но также существует вероятность, что нейтрино пришло от популяции экстремальных ускорителей, таких как блазары», — отметила Мерьем Бендаман из коллаборации KM3NeT.

Учёные провели моделирование популяции блазаров с учётом их магнитных полей, распределения энергии и других параметров. Модель показала, что именно такая совокупность объектов способна объяснить появление нейтрино рекордной энергии, не противореча при этом данным по гамма-излучению.

Почему это важно

Если гипотеза подтвердится, это даст новое понимание того, как блазары и чёрные дыры могут ускорять частицы до энергий, значительно превышающих возможности современных земных ускорителей.

«Мы никогда раньше не наблюдали нейтрино такой высокой энергии. Если оно действительно пришло от космических ускорителей вроде блазаров, это откроет новое окно в понимание их работы», — подчеркнула Бендаман.

Исследование опубликовано в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Вкратце

В 2023 году телескоп KM3NeT зафиксировал самое энергичное нейтрино в истории — в 30 раз мощнее предыдущего рекорда. Учёные предполагают, что частица могла родиться в блазаре — активном ядре галактики с чёрной дырой, работающей как гигантский космический ускоритель. Это открытие может существенно расширить знания о механизмах ускорения частиц во Вселенной.