Огромная черная дыра в центре нашей галактики может производить таинственные частицы, называемые нейтрино. Если это подтвердится, это будет первый случай, когда ученые проследят путь нейтрино до черной дыры. Результаты получены с трех рентгеновских спутников НАСА — Chandra, Swift и NuSTAR.
Нейтрино — это крошечные частицы, которые не имеют заряда и очень слабо взаимодействуют с электронами и протонами. В отличие от протонов или заряженных частиц, нейтрино могут появляться внутри своих космических источников и путешествовать в пространстве, не взаимодействуя с материей или магнитными полями. Земля постоянно бомбардируется нейтрино от Солнца. Однако нейтрино за пределами нашей Солнечной системы могут быть в миллионы или даже миллиарды раз более энергичными. Ученые долго искали источник нейтрино самой высокой энергии.
«Выяснение того, откуда берутся нейтрино высоких энергий, является одной из самых больших проблем современной астрофизики». Теперь у нас есть первое свидетельство астрономического источника их происхождения — сверхмассивная черная дыра в Млечном Пути, которая может производить эти высокоэнергетические нейтрино», — говорит Ян Бай из Висконсинского университета в Мэдисоне, соавтор исследования, опубликованного в Физический обзор D. Поскольку нейтрино очень легко проходят через все, чрезвычайно сложно построить детекторы, которые точно определят, откуда именно они исходят. Нейтринная обсерватория IceCube, расположенная под Южным полюсом, обнаружила только 36 нейтрино с самой высокой энергией с момента начала работы в 2010 году. По данным, полученным с IceCube и трех рентгеновских телескопов, Астрономы смогли наблюдать за бурными событиями в космосе, отражающими прибытие нейтрино с самой высокой энергией на Землю. Менее чем через три часа после крупнейшего извержения, когда-либо зарегистрированного «Чандрой», происходящего из Стрельца А* (Sgr A*), сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, IceCube обнаружил нейтрино. Кроме того, в течение нескольких дней после взрыва сверхмассивной черной дыры, который наблюдали телескопы Swift и NuSTAR, произошло несколько обнаружений нейтрино.
«Будет очень важно доказать, что Sgr A * производит нейтрино», — сказала Эми Бардж из Висконсинского университета в Мэдисоне, соавтор статьи. Ученые считают, что нейтрино с самой высокой энергией были созданы в результате самых мощных событий во Вселенной, таких как слияния галактик, падение материала на сверхмассивные черные дыры и ветры вокруг пульсаров. Исследовательская группа все еще пытается выяснить, может ли Sgr A * производить нейтрино. Одна из идей состоит в том, что это может произойти, когда частицы, вращающиеся вокруг черной дыры, ускоряются ударными волнами, которые производят заряженные частицы, распадающиеся на нейтрино. Последнее открытие может также способствовать пониманию другой большой загадки астрофизики: происхождения космических лучей высоких энергий. Поскольку заряженные частицы, из которых состоят космические лучи, искривляются магнитным полем нашей галактики, ученым не удалось точно определить их происхождение. Заряженные частицы, ускоренные ударными волнами вблизи Sgr A*, могут быть значительным источником высокоэнергетических космических лучей.