Ново изследване потвърждава, че мистериозният източник на високоенергийните космически частици неутрино са едни от най-ярките и най-енергийни обекти във Вселената.

Изчерпателен анализ установява доста убедителна връзка между галактиките с блазари и тези енигматични частици. Резултатите предоставят и едно доста неочаквано решение на проблем, който озадачава астрофизиците през последните години.

„За първи път резултатите предоставят неопровержими наблюдателни доказателства, че подгрупата блазари PeVatron са  извънгалактични източници на неутрино и съответно - ускорители на космически лъчи", казва Сара Бусон от Валцбургския университет „Юлий Максимилиан“ в Германия.

Неутриното е меко казано странно. Тези субатомни частици са повсеместни и се срещат в големи количества из Вселената.

Тяхната маса обаче граничи с нулата, електрически неутрални са и рядко си взаимодействат с каквото и да било друго във Вселената. За неутриното нормалната материя, от която се състои голяма част от Вселената, спокойно може да и една най-обикновена сянка. Ето защо тези частици се наричат още призрачни.

Имаме доста добра представа откъде идва т.нар. нормално неутрино. Този тип частици се образуват от радиоактивния разпад – едно доста типично явление. По-голямата част от неутриното, което засичаме тук на Земята, представлява вторичен продукт от ядрените реакции в Слънцето, но то може да се образува и от свръхнова, изкуствени ядрени реакции или при взаимодействието между космическите лъчи и атомите.

Една доста специална обсерватория в Антарктика откри и някои доста странни частици неутрино.

Въпреки че неутриното не си взаимодейства особено с нормалната материя, от време на време то влиза в контакт с нея. Когато тези частици започнат да си взаимодействат с молекулите във водните атоми, те могат да образуват много малки проблясъци на светлина.

Обсерваторията IceCube, изградена в дълбините на антарктическия лед на Южния полюс, може да засича тези проблясъци и съответно – да разкрие енергията на неутриното.

През 2012 г. IceCube засече две частици неутрино, които нямат нищо общо с онези, които сме откривали до този момент. Те са 100 млн. пъти по-енергийни от онези, образувани от свръхнови. Откъде точно идват обаче? Дълго време учените нямаха представа.

През 2018 г. мистерията бе отчасти разплетена. Тъй като частиците неутрино не си взаимодействат с останалите елементи на Вселената, те до голяма степен пътуват в права линия през пространството. Съответно голям международен екип от учени успя да проследи пътя им и да достигне до потенциалния им източник – блазар.

Блазарът е много компактен квазар (квазизвезден радиоизточник), свързан с предполагаема супермасивна черна дупка в центъра на активна, гигантска елиптична галактика. Блазарите са сред най-високоенергийните феномени във Вселената и са важен обект в извънгалактическата астрономия.

Блазарите са членове на по-голямата група на активните галактики, които имат активно галактическо ядро (АГЯ). Името „блазар“ е дадено през 1978 г. от астронома Едуард Шпигел, за да обозначи обект, който е комбинация от един тип квазари и BL lac обекти.

„Интересното е, че като цяло астрофизиците са на мнение, че е малко вероятно блазарите да са източник на космически лъчи. И въпреки това доказателствата сочат друго“, казва Франсис Халзън от Университета Уисконсин-Мадисън по онова време.

Въпреки това връзката между блазарите и високоенергийните частици остава сравнително неясна. Ето защо екип от учени, ръководени от Бусон, решават да задълбаят в тази тема.

Те анализират данните за неутриното, събирани от IceCube в продължение на 7 години, и ги съпоставят с каталог от 3561 обекта, за които или знаем със сигурност, че са блазари, или предполагаме, че са такива. Целта е да се установи дали тези частици неутрино могат да се свържат категорично с разположението на блазарите на небосвода и че елементът на случайност е сведен до минимум.

Според анализа на екипа вероятността за случайност се свежда до 0,0000006. Това означава, че поне някои от блазарите могат да образуват високоенергийни частици неутрино. Същевременно откритието разрешава и друг проблем. Произходът на високенергийните космически лъчи – протони и атомни ядра, които пътуват из космоса със скорост, близка до тази на светлината – също са обвити в мистерия.

Според Бусон високоенергийните частици се образуват почти изцяло при процеси, които включват ускорението на космически лъчи. Това означава, че можем да свържем индиректно блзарите и с ускорението на космическите лъчи, казва екипът.

Следващата цел на астрофизиците е да проучат въпросните блазари, за да установят какво ги прави толкова добри ускорители.

Изследването е публикувано в The Astrophysical Journal Letters.

Източник: Science Alert