iceCube望远镜揭示:所有高能量宇宙中微子均由Quasars出生

冰立方实验室

Amundsen-Scott南极站的ICecube实验室,在南极洲南极洲,与明星小径。信用:Stephan Richter,ICecube / NSF

Scientists of the P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences (LPI RAS), the Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT) and the Institute for Nuclear Research of RAS (INR RAS) studied the arrival directions of astrophysical neutrinos with energies more than a trillion electronvolts (TeV) and came to an unexpected conclusion: all of them are born near black holes in the centers of distant active galaxies powerful radio sources. Previously, only neutrinos with the highest energies were assumed to be obtained in sources of this class.

据信,我们宇宙中活跃星系中心的巨大黑洞。它们是这些物体的核心,具有数亿太阳的亮度。活跃的星系,它们也是“简单地”的Quasars,在地球上清晰可见,光学和无线电望远镜。

早些时候,俄罗斯科学家亚历山大山脉Plavin,谢尔盖特特(父亲)和Kovalevs(父亲和儿子,尤瑞)都发现了最高能量的中微子的起源(高于200万亿电源,即TEV)和无线电代尔的联系。这是非常令人惊讶的,因为20世纪90年代的理论论文表明,天体物理中微子只会出生在1000高于1000 Tev的能量。

Cherenkov辐射探测器

将光电倍增管和其他电子器件放置在透明球内,可承受一个半水的压力。这是望远镜的一部分,该望远镜收集和传递有关微弱闪光的信息,该信息伴随着中微子在水中通过电缆到岸上的水中的相互作用。信用:Bair Shaybonov

中微子是微小的基本粒子,质量仅略高于零,但它们可以穿越宇宙而不与物质发生相互作用,也不会有任何延迟。每秒有数百万的中微子穿过地球上的每个人,却完全没有被注意到。为了记录中微子,一个国际科学家合作在南极洲建造了一个特殊的冰望远镜:切伦科夫冰立方探测器,体积为1立方千米。在俄罗斯,INR RAS和JINR正在完成贝加尔湖GVD水望远镜的建设,其体积已经达到了0.4立方公里。目前,该设施已投入运行的运行部分正在进行数据采集。这些装置研究不同半球的天空:南北半球。

在分析了在ICECUBE望远镜上7年超过7年的数据后,科学家最初选择分析200 TEV的范围,以研究这些中微子来自的方向。事实证明,它们的重要部分出生于Quasars,由他们的高亮度通过无线电望远镜识别。更准确地说,中微子出生在Quasars中心的某个地方。有巨大的黑洞喂养它们的吸收磁盘,以及非常热气体的超快速喷射。此外,在这些标准条发射中强大的无线电突发与冰块望远镜的中微子的登记之间存在联系。由于中微子以光速穿过宇宙,因此耀斑同时向我们作为中微子。

冰块望远镜

在南极洲建造的冰块望远镜。信用:Felipe Pedreros

现在在他们的新文章发表中《天体物理学杂志》上,俄罗斯科学家认为,数十号TEV的Energies中微子也被标准结果发出。结果,事实证明所有 - 嗯,几乎所有 - 高能量天体物理中微子都出生于Quasars。请注意,除了他们之外,还有中微子,诞生于地球大气层,甚至在宇宙射线与物质的相互作用期间冰块探测器本身。

“这是惊人的,因为需要在需要100-1000个不同的物理条件下产生的能量的中微子。早期讨论的活性银核中的中性腺素产生的机制仅在高能量下工作。我们已经提出了Quasars中型中性产量的新机制,解释了所获得的结果。虽然这是一个近似的模型,但有必要对它进行工作,开展计算机模拟,“俄罗斯科院塞雷蒂斯基院赛师塞雷蒂斯基院赛雷斯·罗斯的首席研究员说。来自LPI和MIPT,俄罗斯科学院的相应成员,Yuri Kovalev的联合作者解释了OTR的汉堡账户的结果。

Quasar Sky Map.

这个地方越暗,中微子在给定方向上的中微子概率越大。Quasars以绿色圆圈显示。可以看出,泉源主要集中在暗区。信用:天体物理学期刊

2020年9月,俄罗斯科学院核研究所领导的联盟已从教育部和科学部获得了三年的批准,每年有100万卢布的资金“Neutrino和粒子的天体物理学。“七组织团结一致:Inr Ras,Jinr,LPI,MIPT,Sao Ras,Sai Msu,伊尔库茨克州立大学。大约100个科学家将努力解决中微子起源的问题,以及研究他们的性质。该项目还包括其他研究,旨在了解高能天体物理中微子的性质,包括搜索在地毯 - 3安装的地毯 - 3 inr ras(北高加索)的地毯上的相同能量范围的光子。

中微子和收音机Quasars之间的联系引起了对世界的兴趣。俄罗斯科学家与地中海中的俄罗斯科学家的联合工作开始。最近欧洲和美国科学家的一篇文章独立证实了在美国和芬兰的无线电望远镜数据发现俄罗斯团队的发现。世界上最大的无线电望远镜和天线阵列,现在跟踪了天体物理中微子的到来的新事件。

2021年,俄罗斯科学家将从贝加尔湖GVD望远镜收集第一批数据,并与RATAN-600和世界射电望远镜网络的数据一起分析,这将使他们能够详细检查类星体的中心。很多有趣的事情在等着我们。

资料来源:A. V. Plavin, Y. Y. Kovalev, Yu的《TeV到PeV天体物理中微子与射电Blazars的定向关联》。A. Kovalev和S. V. Troitsky, 2021年2月19日,《天体物理学杂志》上
DOI:10.3847 / 1538-4357 / ABCEB8

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