Обсерватория IceCube опять выявила нейтрино-рекордсмена

«Большая птичка» имела энергию почти вдвое выше, чем у предыдущих рекордсменов — нейтрино «Берт» и «Эрни». Ни её происхождение, ни источник остальных 26 нейтрино чрезвычайно высоких энергий в настоящее время не ясны.

Как мы уже сообщали ранее, нейтринная обсерватория IceCube, находящаяся в Антарктиде на станции «Амундсен — Скотт» (точнее, в 1,5–2 км под станцией), не так давно зарегистрировала два нейтрино «не от мира сего» — то есть с энергиями выше одного квадриллиона электронвольт (1 ПэВ, или 1 000 ТэВ); иначе говоря, таких высоких энергий, которые никогда ранее не регистрировались. Чтобы лучше представить себе размах породивших их явлений, вспомните энергии частиц на Большом адронном коллайдере: они в сотни раз меньше. Тот, кто балуется с породившим их «ускорителем», по земным меркам имеет доступ к непредставимым энергетическим ресурсам.

Станция «Амундсен — Скотт», под которой на глубине до двух километров находятся детекторы нейтринной обсерватории IceCube. (Иллюстрация IceCube Collaboration.)

Теперь учёные из коллаборации, работающей с IceCube, попробовали искать явления менее «энергичные», но всё же значительно более высоких энергий, чем те, что используются в работе БАКа (обычно порядка нескольких ТэВ). В итоге им удалось зарегистрировать 26 нейтрино с энергиями ниже 1 200 ТэВ, но выше 30 ТэВ. Отсутствие сопутствующих одновременных регистраций «душа» менее «энергичных» частиц и то, в какой части массива фотодетекторов были зарегистрированы эти 26 нейтрино, — свидетельство внеземного происхождение и их, и ранее выявленных «Берты» и «Эрни». Кстати, семь из них (то есть каждое четвёртое нейтрино) породили мюоны в фотодетекторах, указывая на то, что они были мюонными нейтрино.

Кто или что породило их? Есть две группы гипотез: это либо следы коллапса массивной звезды в чёрную дыру, либо плоды существования джетов — мощных струй, вырывающихся из окрестностей сверхмассивных чёрных дыр. Однако пока в секторах неба, откуда пришли эти нейтрино, нет следов ни гамма-всплесков, сопровождающих коллапс массивных светил в ЧД, ни даже особо мощных джетов.

Все вышеозначенные 28 частиц, включая «Берта» и «Эрни», были найдены в данных IceCube с мая 2010 по май 2012 года. Анализируя более поздние данные, Лиза Герхардт (Lisa Gerhardt) из Национальной лаборатория имени Лоуренса в Беркли (США) обнаружила то, что она назвала «Большой птичкой» (Big Bird), а именно следы регистрации нейтрино, почти вдвое превышающего по энергии «Берта» и «Эрни»! Подчеркнём: речь идёт о самом мощном из когда-либо выявлявшихся на IceCube нейтрино, и само объявление о такой находке на недавней Международный конференции по космическим лучам произвело на присутствовавших на ней учёных весьма глубокое впечатление.

Лиза Герхардт и Спенсер Клейн, держащие в руках стандартный цифровой оптический модуль IceCube. Всего обсерватория насчитывает 5 160 таких устройств, разбросанных под толщей антарктического льда. (Иллюстрации Roy Kaltschmidt, IceCube Collaboration.)

Увы, эти десятки необычно энергичных частиц не дают чёткого указания на район своего происхождения. Но отсутствие в данном секторе заметных гамма-вспышек заставляет исследователей склоняться к версии джетов, исходящих из окрестной СМЧД в далёких галактиках. Будущими наблюдениями учёные надеются сузить вектор поисков и в перспективе выявить источник загадочных частиц.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Science, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам IceCube Collaboration.