Нейтрино небывало высокой энергии, в десятки раз превышающей все ранее обнаруженные, было зарегистрировано небольшим нейтринным телескопом KM3NeT в Средиземном море. В поисках источника этого уникального события были использованы данные мониторинга активных ядер галактик на радиотелескопе РАТАН-600 на Северном Кавказе. Было обнаружено совпадение времени и направления прихода нейтрино с мощной вспышкой далекого блазара PMN J0606-0724.
Об этом говорится в вышедшем 13 февраля препринте международного консорциума KM3NeT и нескольких групп астрофизиков, в том числе российских авторов из Специальной астрофизической обсерватории (САО) РАН и Института ядерных исследований (ИЯИ) РАН, Физического института имени Лебедева РАН (ФИАН), Московского физико-технического института (МФТИ) и Казанского государственного университета (КГУ).
Событие, зарегистрированное KM3NeT, информация о котором была опубликована в научном журнале Nature 12 февраля, удивило всех. Средиземноморская экспериментальная установка только начинает строиться, и на момент прихода нейтрино ее экспозиция была в десятки раз меньше, чем у антарктического инструмента IceCube и Байкальского нейтринного телескопа. Тем не менее эти гиганты не фиксировали ни одного события с энергией даже в 10 раз меньшей! Невероятное везение или хитрая физическая причина? Это еще предстоит выяснить.
Пока лишь можно сказать, что наблюдение такого события маленькой установкой и отсутствие похожих событий в больших трудно согласовать друг с другом, если предположить, что зарегистрированное нейтрино — одно из потока таких же, приходящих равномерно со всего неба. Ситуация меняется, если нейтрино пришло от кратковременной вспышки сверхмощного астрофизического источника, которая могла быть вне поля зрения других инструментов. Для понимания природы события очень важно найти потенциальные источники и проверить, не происходило ли с ними чего-то особенного на момент прихода нейтрино.
Несколько лет назад на основе статистического анализа высокоэнергичных нейтрино, зарегистрированных IceCube, ученые установили связь значительной части нейтринных событий с блазарами — активными ядрами галактик с направленными на наблюдателя релятивистскими выбросами, которые регистрируются по компактному радиоизлучению. Поскольку о событии KM3NeT стало известно задним числом, коллаборация обратилась к астрофизикам, проводящим на регулярной основе мониторинг большого числа блазаров в радиодиапазоне.
Таких программ в мире всего две: одна осуществляется Калифорнийским технологическим институтом на обсерватории Оуэнс Вэлли (OVRO), другая — САО РАН на телескопе РАТАН-600. В направлении прихода нейтрино был обнаружен далекий и мощный блазар PMN J0606-0724, а в данных мониторинга были найдены следы мощного всплеска его радиоизлучения, максимум которого в точности совпал по времени с приходом аномального нейтрино! Вероятность случайного совпадения вспышки блазара и прихода нейтрино составляет всего 0,0026.
На рисунке приведена кривая блеска блазара, построенная по данным OVRO (черные точки) и РАТАН-600 (зеленые). Видно, что именно благодаря РАТАН-600 удалось установить совпадение времени максимума с нейтрино (отмечено вертикальной линией), поскольку в наблюдениях OVRO в этот момент был небольшой перерыв. По словам зам. директора САО РАН докт. физ.-мат. наук Ю.В. Сотниковой, данные многолетних и многочастотных измерений РАТАН-600 явились уникальным экспериментальным материалом для исследования связи событий нейтрино сверхвысоких энергий и вспышек в радиоблазарах.
“Какие процессы приводят к рождению нейтрино таких невиданных энергий, чем еще примечателен этот источник, приходили ли от него нейтрино более привычного энергетического диапазона, — эти и многие другие вопросы пока ждут своего ответа, говорит член-корр. РАН С.В. Троицкий, главный научный сотрудник ИЯИ РАН. — К поискам ответов подключился и коллектив нейтринного телескопа Байкал-ГВД, и коллеги из эксперимента IceCube. Неожиданное наблюдение KM3NeT обязательно приведет к многим интересным открытиям”.
Российские участники исследования поддержаны Минобрнауки РФ в рамках крупного научного проекта “Изучение происхождения, источников и свойств нейтрино на Байкальском нейтринном телескопе и других установках мирового класса”, грант 075-15-2024-541.
Изображение на обложке: rat.sao.ru
