Происхождение высокоэнергетических космических нейтрино наблюдаются IceCube в нейтринной обсерватории, детектор которого находится глубоко во льдах Антарктики, является загадкой, что озадачило физиков и астрономов. Новая модель может помочь объяснить неожиданно большой поток этих нейтрино выведен последние нейтрино и гамма-квантов данных. Статья исследователей Пенсильванского государственного описанием модели, которое указывает на сверхмассивные черные дыры обнаружены в ядрах активных галактик как источников этих загадочных нейтрино, появляется [дата] в журнале Physical комментарии письма.
«Нейтрино-это субатомные частицы настолько малы, что их масса близка к нулю и они редко взаимодействуют с другим веществом», — сказал кота Мурасэ, доцент кафедры физики и астрономии и астрофизики в Университете штата Пенсильвания, член Центра Multimessenger астрофизики в Институте гравитации и космоса (МПК), который возглавлял исследование. «Высокоэнергетических космических нейтрино создаются энергичных космических лучей, ускорителей во Вселенной, которая может быть экстремальных астрофизических объектов, как черные дыры и нейтронные звезды. Они должны сопровождаться гамма-лучи или электромагнитные волны, при низких энергиях, и даже иногда гравитационных волн. Таким образом, мы ожидаем, что уровни этих различных космических посланников, которые мы наблюдаем, связаны между собой. Интересно, что данные IceCube, который отмечается избыточная эмиссия нейтрино с энергиями ниже 100 teraelectron вольт (ТэВ), по сравнению с уровнем соответствующего высокоэнергетические гамма-лучи видны гамма-излучения космического телескопа Ферми».
Ученые объединить информацию от всех этих космических посланцев, чтобы узнать о событиях во Вселенной и восстановить ее развития в растущей области «multimessenger астрофизика».Экстремальные космические события, как массивные звездные взрывы и струи из сверхмассивной черной дыры, которые создают нейтрино, этот подход помог астрономам определить отдаленных источников и каждый дополнительный Messenger предоставляет дополнительные подсказки о подробностях явления.
Для космических нейтрино выше 100 ТэВ, предыдущие исследования группы Пенн показал, что можно иметь согласование с высокоэнергетические гамма-лучи и ультра-высоких энергий космических лучей, которая согласуется с multimessenger картину. Однако, появляется все больше доказательств за избыток нейтрино ниже 100 ТэВ, которые просто не могут быть объяснены. Совсем недавно, IceCube в нейтринной обсерватории сообщили еще один избыток высокоэнергетических нейтрино в направлении одного из самых ярких активных галактик, известных в качестве NGC 1068, в северном небе.
«Мы знаем, что источники нейтрино высоких энергий должны также создать гамма-лучей, поэтому вопрос: где находятся эти недостающие гамма-излучение?», — сказал Мурасэ. «Источники почему-то скрыто от нашего взора в высокоэнергетические гамма-кванты, а энергия бюджета нейтрино, выпущенный во Вселенную-это удивительно большие. Лучшие кандидаты для этого типа источника плотных средах, где гамма-лучей будет заблокирован их взаимодействие с излучением нейтрино и вещества, но может легко убежать. Наша новая модель показывает, что сверхмассивные черные дыры являются перспективными сайтами и модель может объяснить нейтрино ниже 100 ТэВ со скромными требованиями энергетика».
Новая модель предполагает, что корона — ореол сверхгорячего плазмы, которая окружает звезды и другие небесные тела — вокруг сверхмассивных черных дыр обнаружены в центре галактики, может быть таким источником. Аналогично корона видно на снимке Солнца во время солнечного затмения, астрофизики считают, что черные дыры имеют короны над вращающимся диском в материал, называемый аккреционный диск, который образует вокруг черной дыры через ее гравитационное воздействие. Эта оболочка чрезвычайно горячей (при температуре около миллиарда градусов по Кельвину), намагниченный, и турбулентный. В этой среде, частицы могут быть ускорены, что приводит к столкновения частиц, что бы создать нейтрино и гамма-лучей, но среда достаточно плотная, чтобы предотвратить побег высокоэнергетических гамма-лучей.
«Модель также предсказывает электромагнитные аналоги источников нейтрино в «мягких» гамма-лучей вместо высокоэнергетические гамма-лучи», — сказал Мурасэ. «Высокоэнергетические гамма-лучи будут заблокированы, но это не конец истории. Они в конечном итоге будет каскадом вниз к более низким энергиям и выпущена в качестве «мягкого» гамма-излучения в диапазоне megaelectron вольт, но большинство из существующих детекторов гамма-излучения, как гамма-излучения космического телескопа Ферми, не приспособлены для их обнаружения».
Есть проекты в стадии разработки, предназначенные специально для изучения такого мягкого гамма-излучения из космоса. Кроме того, предстоящего и следующего поколения детекторов нейтрино KM3Net в Средиземном море и IceCube в-2-го поколения в Антарктиде будет более чувствителен к источникам. Перспективные цели включают в галактике NGC 1068 в северном небе, на котором избыточная эмиссия нейтрино было доложено, и несколько из самых ярких активных галактик в южном небе.
«Эти новые гамма-излучения и детекторами нейтрино позволит глубже ищет multimessenger выбросов из сверхмассивной черной дыры coronae», — сказал Мурасэ. «Это позволит критически изучить, если эти источники несут ответственность за поток средней энергии нейтрино уровне наблюдаются IceCube, который, как и наша модель предсказывает.»
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!