Блазар TXS 0506+056 - это объект космической астрофизики, расположенный на расстоянии более 4 миллиардов световых лет от Земли. Этот объект был обнаружен благодаря детекторам нейтрино в Антарктиде в 2017 году. С тех пор исследования блазара TXS 0506+056 активно продолжаются, и он становится все более интересным объектом изучения.
Блазар - это активное ядро галактики, которое имеет сильный источник излучения в видимом и не видимом спектральных диапазонах. Это связано с активностью сверхмассивной чёрной дыры, находящейся в центре галактики. Именно эта активность приводит к усилению излучения, и блазары могут излучать в десятки, а то и сотни раз ярче, чем обычные галактики.
TXS 0506+056 - один из наиболее мощных известных блазаров, излучающий в различных частотных диапазонах электромагнитного спектра. Он был впервые зарегистрирован в качестве источника гамма-излучения с помощью гамма-телескопа MAGIC в 2010 году. Позже было установлено, что источник TXS 0506+056 находится в месте, где находился необычный сигнал нейтрино, зарегистрированный детекторами IceCube на Антарктике в сентябре 2017 года.
Нейтрино - это элементарная частица без электрического заряда и массы, способная пролетать сквозь вещество без взаимодействия с ним. Тем не менее, очень редко нейтрино может взаимодействовать с веществом, и в этот момент оно может выдать сигнал, который можно зарегистрировать.
Таким образом, обнаружение нейтрино от TXS 0506+056 позволило исследователям установить связь между активностью блазара и высокоэнергетическими космическими лучами, включая нейтрино.
Конкретно для блазара TXS 0506+056 были предложены различные модели, которые пытаются объяснить феномен излучения нейтрино, в том числе:
- Модель "орлячьих гнезд" (blazar nests), предложенная физиками из Университета Колорадо в Боулдере. Согласно этой модели, блазары TXS 0506+056 и другие подобные объекты расположены внутри больших скоплений галактик, которые могут обладать большим количеством магнитных полей. В результате, нейтрино из блазара могут рассеиваться на этих полях и принимать немонотонную энергетику, что объясняет наблюдаемый спектр.
- Модель "струй" (jets), которую предложила группа исследователей из Университета Марилэнда. Согласно этой модели, нейтрино возникают в результате взаимодействия высокоэнергичных частиц внутри струи, которая выходит из блазара и направляется прямо в нашу сторону.
- Модель "расширяющихся оболочек" (expanding shells), предложенная исследователями из Калифорнийского университета в Беркли. В этой модели, нейтрино возникают в результате столкновения двух шоковых волн, которые образуются при взаимодействии расширяющихся оболочек блазара и окружающей среды.
- Модель "гравитационных волн" (gravitational waves), предложенная группой исследователей из Центра астрофизики Хайзельбергского университета и других институтов. Согласно этой модели, нейтрино возникают в результате взаимодействия гравитационных волн, которые образуются при слиянии двух черных дыр внутри блазара.
Несмотря на то, что все эти модели пытаются объяснить один и тот же феномен, каждая из них имеет свои сильные и слабые стороны, и пока ни одна из них не может быть однозначно подтверждена или опровергнута.
В 2017 году впервые был зарегистрирован нейтрино, прибывший извне Млечного Пути. Это историческое событие произошло благодаря международному коллаборации IceCube, которая находится на Южном полюсе и состоит из 5 тысяч детекторов льда.
Нейтрино – это элементарная частица, которая практически не взаимодействует с материей, что делает ее очень трудной для обнаружения. Однако IceCube использует уникальную методику, которая позволяет регистрировать нейтрино прибывающие из космоса.
В сентябре 2017 года в лаборатории IceCube был зарегистрирован нейтрино, получивший название IC170922A. Изначально ученые не придали этому особого значения, однако после анализа данных было установлено, что нейтрино прибыл из области на небесной сфере, где располагается ближайшая галактика-сверхновая.
Для подтверждения этой гипотезы был задействован ряд телескопов, включая обсерваторию Fermi Gamma-ray Space Telescope, которая была способна зарегистрировать гамма-излучение, связанное с прибывшим нейтрино. Было установлено, что нейтрино был произведен в результате взаимодействия космических лучей с материей в окрестностях сверхновой, которая расположена на расстоянии более 3 миллиардов световых лет от Земли.
Это был первый нейтрино, зарегистрированный с помощью методов нейтринной астрономии. С помощью этого метода ученые могут изучать космические объекты и явления, такие как сверхновые, черные дыры и галактические ядра, которые ранее были недоступны для исследования.
Открытие IC170922A открыло новую эру в исследовании космических объектов с помощью нейтрино.
Детекторы льда в контексте IceCube - это датчики, размещенные внутри большого ледяного массива под ледяным щитом, чтобы регистрировать прохождение высокоэнергичных нейтрино через лед. Когда нейтрино проходит через лед, он может вызвать небольшой световой всплеск, который может быть зарегистрирован детекторами. Измерение светового сигнала, вызванного нейтрино, может помочь определить его энергию и направление, из которого он пришел. В IceCube используется 5160 детекторов льда, которые расположены в ледяной коробке размером примерно с футбольное поле и имеют форму цилиндра высотой 1,5 км.
С 2010 года и по состоянию на 2021 год эксперимент IceCube зарегистрировал более 100 нейтрино, которые могут быть связаны с астрофизическими явлениями, такими как взрывы сверхновых, гамма-всплески и блазары. В частности, в 2017 году было зарегистрировано нейтрино, которое, как предполагают, происходило от блазара TXS 0506+056. Это событие привлекло большое внимание научного сообщества, так как является первым обнаруженным нейтрино, связанным с астрофизическим объектом.