«Теневой Бластер»: нейтрино из галактики на расстоянии 11 миллиардов световых лет

Астрономы обнаружили, что загадочная космическая частица, получившая прозвище «Теневой Бластер», могла быть отправлена к Земле из далёкой звездообразующей галактики, находящейся на расстоянии 11 миллиардов световых лет. Это открытие стало важным шагом в понимании таинственных нейтрино — частиц, которые повсеместно встречаются во Вселенной и получили название «призрачные частицы» из-за отсутствия электрического заряда, малой массы и слабого взаимодействия с другими типами материи.

Нейтрино могут образовываться в результате сверхновых взрывов, ядерных реакций звёзд и распада тяжёлых частиц. Однако установить точное местоположение источника нейтрино, когда такие события фиксируются детекторами, как IceCube в Антарктиде, представляет собой сложную задачу для астрономов. Они редко взаимодействуют с материей, поэтому могут путешествовать по Вселенной почти без помех. Даже когда IceCube фиксирует нейтрино высокой энергии, область неопределённости на небе часто значительно превышает размеры галактики. Если источник нейтрино — это объект, который сохраняет стабильную яркость и не проявляет активности, то определить его происхождение становится практически невозможным.

Команда тайваньского астронома Юдзи Ураты столкнулась с удачным совпадением: вскоре после обнаружения нейтрино высокой энергии на Земле галактика «Теневой Бластер» ярко вспыхнула, что указывает на активность, которая привела исследователей к её местоположению. Это открывает новый путь для поиска источников призрачных частиц.

В 2021 году детектор IceCube зафиксировал нейтрино высокой энергии, событие которого произошло в направлении созвездия Эридан. После этого астрономическое сообщество получило сигнал об этом событии. Учёные провели наблюдения в различных диапазонах света, чтобы выяснить источник нейтрино, но не смогли обнаружить ни взрыва звёзд, ни гамма-всплесков, ни рентгеновских или видимых компонентов.

Как пояснил Урата, нейтрино сами по себе сообщают о том, что где-то на небе произошло что-то энергичное, но обычно они не указывают точно на источник, расстояние до него или тип объекта, который их произвёл. Чтобы ответить на эти вопросы, необходим свет: радиоволны, субмиллиметровое, инфракрасное, оптическое, рентгеновское и гамма-излучение.

Спустя несколько дней после сигнала Урата и его коллеги провели наблюдения с помощью телескопа Джеймса Клерка Максвелла и Субмиллиметровой сети на Гавайях и обнаружили галактику с активным звездообразованием под названием JCMT0402−0424. Эта галактика обладала триллионами раз большей светимостью по сравнению с нашим Солнцем в инфракрасном диапазоне и находилась в нужном месте для возможной связи с нейтрино.

Вспышка галактики совпала по времени с регистрацией нейтрино, что позволило исследователям установить связь между этими двумя событиями. Галактика с активным звездообразованием, вероятно, является источником «Теневого Бластера» — частицы, которая преодолела 11 миллиардов световых лет, чтобы быть зафиксированной на Земле. Это открытие демонстрирует, что даже такие неуловимые частицы, как нейтрино, могут быть прослежены до их источников при условии удачного стечения обстоятельств и использования всех доступных диапазонов наблюдений.