Российские исследователи сравнили данные с нейтринного телескопа IceCube в Антарктиде и радиоастрономические наблюдения квазаров. В результате они нашли связь между космическими нейтрино и вспышками в активных ядрах галактик. Исследование показывает, что нейтрино высоких энергий рождаются вблизи сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. О своей работе авторы рассказали в статье, опубликованной в The Astrophysical Journal.

Нейтрино — одна из самых загадочных и интересных для науки частиц. Всего ученые выделяют три их вида, однако точную массу ни одного из них пока так и не удалось установить. Нейтрино высоких энергий могут рождаться только с помощью протонов, разогнанных до чрезвычайно высоких скоростей. В 2010 году начала работу нейтринная обсерватория IceCube. Она регистрирует такие высокоэнергетичные нейтрино и проводит измерение их энергий и вычисляет место возникновения.

Исследователи из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН, Московского физико-технического института и Института ядерных исследований РАН решили провести анализ происхождения нейтрино сверхвысоких энергий — более 200 тераэлектронвольт. Ученые сравнили данные, полученные обсерваторией IceCube с многочисленными наблюдениями радиотелескопов и установили, что эти частицы возникают в центрах массивных квазаров. Более того, авторы нашли связь между рождением нейтрино и вспышками радиоизлучения в этих активных ядрах.

На первом этапе работы астрономы показали, что направления, с которых на Землю приходят нейтрино сверхвысоких энергий, совпадают с положением ярких квазаров по данным сети радиотелескопов всего мира. На втором этапе физики провели проверку гипотезы о том, что нейтрино сверхвысоких энергий появляются в галактиках во время вспышек радиоизлучения. Чтобы сделать это, авторы проанализировали данные российского телескопа РАТАН-600, который расположен в Карачаево-Черкессии. Изучив примерно 50 нейтрино высоких энергий, зарегистрированных IceCube, исследователи выяснили, что именно радиоволны являются ключевым диапазоном для обнаружения источников нейтрино и связаны с их рождением. Ранее источники таких нейтрино искали преимущественно в гамма-лучах, поскольку считалось, что нейтрино должны рождаться вместе с гамма-излучением.

Теперь авторы собираются проверить свой результат и узнать больше о механизмах рождения нейтрино в квазарах. Этого они планируют добиться, используя данные телескопа Baikal-GVD, который в настоящее время достраивается на Байкале и уже начал набор данных. Как в IceCube, в Baikal-GVD применяются водные черенковские детекторы. В них большой объем льда или воды позволяет увеличить число детектируемых нейтрино и одновременно избежать случайных срабатываний детектора.