Астрофизики поймали высокоэнергетический сигнал внеземного происхождения

Международный коллектив астрофизиков при участии Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" обнаружил сигнал высокоэнергетических галактических фотонов в данных эксперимента Ферми.  Это открытие может пролить свет на происхождение высокоэнергетических нейтрино, ранее зарегистрированных нейтринной обсерваторией "IceCube" на антарктической станции Амундсен-Скотт. Сообщение об открытии опубликовано в журнале "Physical Review-D".

Нейтрино проходит там, где другие частицы "застревают". Например, солнечные нейтрино приходят из недр Солнца и дают информацию о термоядерных реакциях в Солнечном ядре. Высокоэнергетические нейтрино приходят к нам от неизвестных пока внеземных объектов и дают информацию, недоступную при других способах наблюдения.

Исследователи Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" совместно с коллегами из Университета Париж-Дидро (Франция), Норвежского университета науки и технологий (Норвегия), Университета Женевы (Швейцария) при изучении данных гамма телескопа Ферми на высоких энергиях (выше 300 ГэВ) обнаружили новую компоненту в потоке гамма-излучения.

"При энергиях выше 300 ГэВ сигналы от источников, находящихся вне нашей Галактики, будут сильно подавлены из-за поглощения гамма-излучения в межгалактическом пространстве. При этом на расстояниях внутри Галактики гамма-излучение практически не поглощается. Таким образом, новая компонента должна иметь источник в нашей Галактике", — рассказал РИА Новости один из авторов исследования, профессор НИЯУ МИФИ Дмитрий Семикоз.

По словам ученого, спектр новой компоненты хорошо согласуется с недавно обнаруженным в эксперименте IceCube аномально высоким потоком нейтрино. Так как нейтрино всегда "производится" вместе с гамма-излучением, имеющим похожий спектр, ученые предположили, что оба спектра имеют общее происхождение.

"В данной работе мы предложили две модели, объясняющие все данные – сообщил профессор Семикоз. – В первой модели нейтрино и гамма излучение произведены в близкой к нам области Галактики из-за взаимодействия космических лучей. Во второй модели нейтрино и гамма излучение возникли в результате распада темной материей в нашей Галактике".

Какая из этих моделей правильная, можно будет установить по неоднородности сигнала при дальнейших исследованиях. Если источником сигнала является распад темной материи, важность данного исследования трудно переоценить. Но даже в случае близкого астрофизического  источника мы, возможно, впервые получили шанс найти источник космических лучей, которые производят наблюдаемые нейтрино и гамма излучение.

В настоящее время в России на дне озера Байкал строится подводный нейтринный телескоп 'Gigaton Water Detector’ объемом в один кубический километр. Планируется, что в 2020 году байкальский телескоп станет сопоставим по чувствительности эксперименту IceCube. А для наблюдения центральной части нашей Галактики байкальский телескоп приспособлен даже лучше, чем IceCube, так как расположен в северном полушарии (исследователи нейтрино в Антарктиде наблюдают частицы буквально "сквозь Землю").