4 декабря, 2022

zhukvesti

Находите все последние статьи и смотрите телешоу, репортажи и подкасты, связанные с Россией.

Призрачные нейтрино позволяют заглянуть в сердце соседней галактики

Гигантская обсерватория, закопанная во льдах Антарктиды, помогла ученым отследить ее след Неуловимые частицы называются нейтрино Возвращаясь к своим истокам в сердце соседней галактики, открывая новый способ изучения сверхмассивной черной дыры, скрытой от глаз.

согласно с Новое исследование было опубликовано в четверг В науке нейтрино ускоряются к Земле из центра спиральной галактики, известной как Мессье 77, которая находится примерно в 47 миллионах световых лет от Земли. Там область плотной материи и излучения окружает черную дыру в миллионы раз массивнее нашего Солнца.

Небесное ядро ​​Мессье 77 расположено таким образом, что пыль и газ, вращающиеся вокруг черной дыры, затеняют объект при наблюдении с Земли с использованием обычных методов, таких как телескопы, основанные на оптическом свете.

«Мы видим галактику немного сбоку, и поскольку мы смотрим на нее сбоку, черная дыра прячется за материалом, вращающимся вокруг нее», — сказал Игнасио Табоада, профессор физики Технологического института Джорджии. Представитель международного сотрудничества, проводивший исследование.

Но нейтрино — самые распространенные и энергичные частицы во Вселенной —Пройти сквозь этот газ и пыль незатронутым Потому что они редко взаимодействуют с чем-либо, включая магнитные поля, материю или гравитацию. По словам исследователей, этот фантомный аспект дает ученым беспрецедентный способ исследовать процессы, происходящие вокруг ранее скрытой черной дыры, в том числе то, как сверхзаряженные газы и материя ускоряются в окрестностях.

«Нейтрино — это другой взгляд на Вселенную. И каждый раз, когда вы смотрите на Вселенную по-новому, вы узнаете что-то, чего не узнали бы раньше», — сказал доктор Табуда.

Один из более чем 5000 датчиков, собирающих данные в нейтринной обсерватории IceCube в Антарктиде.


картина:

Марк Красберг, IceCube/NSF

Нейтрино сохраняют информацию По словам Ханса Нидерхаузена, научного сотрудника Мичиганского государственного университета, принимавшего участие в исследовании, они отпечатываются при формировании в своих источниках, включая их энергию. Эта же энергия доставляется на Землю вместе с нейтрино.

Теперь, когда они знают, откуда берутся некоторые из нейтрино, исследователи изучают их, чтобы лучше понять, где происходят взаимодействия внутри Мессье 77, которые создают и ускоряют эти частицы, а также поведение и природу самой черной дыры, сказал доктор Нидерхаузен.

Они также планируют прочесать Вселенную в поисках других нейтрино от галактик с активными сверхмассивными черными дырами, подобными Мессье 77. Эта галактика «дает нам очень хорошее представление о том, куда смотреть дальше», добавил он.

Телескоп для обнаружения нейтрино, использованный в исследовании, известен как Нейтринная обсерватория Ice CubeПохоронен в миллиарде тонн льда вокруг станции Амундсен-Скотт на Южном полюсе в США. Когда нейтрино проходят через Землю, они иногда сталкиваются с атомами льда. Обсерватория обнаруживает более 5000 датчиков размером с баскетбольный мяч, являющихся побочными продуктами этих редких столкновений, и отправляет эти данные на компьютеры на поверхности.

Обсерватория стоимостью 279 миллионов долларов, финансируемая в основном Национальным научным фондом, была завершена в 2011 году и ежегодно регистрирует около 100 000 нейтрино. Почти все эти нейтрино создаются процессами в нашей атмосфере, но несколько сотен или около того нейтрино, обнаруживаемых ежегодно, происходят из-за пределов нашей Солнечной системы — они известны как астрофизические нейтрино.

Лаборатория, в которой находятся компьютеры, собирающие данные с датчиков подо льдом Антарктиды.


картина:

Морено Парисевич, IceCube / NSF

Потому что Нейтрино проникают в материю И они проходят незатронутыми, путешествуя без ошибок по прямой линии от точки своего творения. Таким образом, определяя направление прохождения физического нейтрино через лед, исследователи могут реконструировать его путь через Вселенную к источнику.

Около 400 ученых из более чем 50 учреждений составляют международное сотрудничество IceCube, которое проанализировало данные Собрано обсерваторией В период с 2011 по 2020 год идентифицировать 79 нейтрино, исходящих от Мессье 77.

Доктор Йоши Учида, профессор физики Имперского колледжа Лондона, не участвовавший в исследовании, сказал, что открытие IceCube отдельных объектов, являющихся источниками астрофизических нейтрино, «весьма удивительно». «После 10 лет работы он превращает наблюдения за нейтрино в еще один источник информации».

Доктор Тапоада сказал, что, по его мнению, IceCube будет продолжать получать больше нейтрино, исходящих из этой галактики. Эти будущие открытия могут не только помочь проанализировать дополнительные детали сверхмассивной черной дыры Мессье 77, но и ответить на «самый старый вопрос в астрономии», по словам Фрэнсис Халзен, физика из Университета Висконсин-Мэдисон и главного исследователя IceCube.

Ученым известно о существовании космических лучей — потоков высокоэнергетических протонов и атомных ядер, движущихся со скоростями, близкими к световым, и создающих электромагнитное излучение и шквал субатомных частиц при попадании в атмосферу Земли — уже более века. Но происхождение этих лучей и механизм, который их ускоряет и направляет в нашу сторону, остается неясным.

«Что-то во Вселенной дало им огромный толчок, заставивший их двигаться так быстро», — сказал доктор Нидерхаузен о космических лучах.

Нейтрино являются побочным продуктом взаимодействия этих космических лучей с веществом и излучением, окружающим высокоэнергетические объекты, такие как сверхмассивные черные дыры. По словам Халзена и Табоады, отслеживание призрачных частиц до момента их возникновения может помочь выяснить происхождение космических лучей.

Напишите Айлин Вудворд по адресу [email protected]

Авторское право © 2022 Dow Jones & Company, Inc. все права сохранены. 87990cbe856818d5eddac44c7b1cdeb8

READ  Эта новая безумная фотография луны Тихо Картера настолько детализирована, что вряд ли выглядит реальной