Когда черные дыры сталкиваются, они могли бы производить нейтрино

С тех пор как астрономы впервые обнаружили нейтрино сверхвысоких энергий, приходящих из случайных направлений в космосе, они не могли понять, что их порождает. Но новая гипотеза предполагает маловероятный источник: слияние черных дыр.

Об этом рассказывает издание Universe Today, передают OstanniPodii.com.

Нейтрино - чрезвычайно призрачные частицы. Они не несут электрического заряда и лишь изредка взаимодействуют с обычной материей с помощью слабого ядерного взаимодействия. Каждую секунду через каждый квадратный сантиметр вашего тела проходят триллионы нейтрино. Поэтому для их улавливания нужны действительно огромные обсерватории.

Самая большая из них - нейтринная обсерватория IceCube, представляющая собой серию детекторов, погруженных в антарктический ледяной щит на Южном полюсе. Время от времени нейтрино ударяется о молекулу водяного льда и приводит к вспышке света, которую обсерватория может зафиксировать.

Хотя за годы работы IceCube наблюдалось бесчисленное множество событий, несколько из них выделяются от других. Некоторые нейтрино чрезвычайно энергичны - настолько энергичны, что трудно придумать правдоподобные сценарии, которые могли бы их породить.

На другом конце спектра возможно самые мощные объекты во Вселенной - черные дыры. Их интенсивная гравитация может разрывать звезды на части и даже приводить к образованию джетов, способных устремляться в космос на десятки тысяч световых лет.

Так, новое исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv, предполагает, что черные дыры могут быть ответственными за нейтрино высокой энергии. Однако это не может сработать с черными дырами в изоляции. Вместо этого черные дыры должны быть окружены электрически заряженной плазмой. Эта плазма будет вращаться вокруг черной дыры, образуя аккреционный диск. Невероятно сильные магнитные и электрические поля в аккреционном диске могут извиваться вокруг черной дыры и отправить материал наружу в виде джета.

Когда две черные дыры сливаются, это меняет направление джета, и иногда он может получить усиление благодаря гравитационной энергии, высвобождаемой во время слияния.

Авторы нового исследования предполагают, что при благоприятных условиях усиление джета во время слияния может привести к появлению нейтрино с безумно высокой энергией.

Чтобы соответствовать наблюдаемому количеству высокоэнергетических нейтрино, обнаруженных IceCube, авторы предполагают, что эти черные дыры не должны сливаться так уж часто. Если источником нейтрино является слияние сверхмассивных черных дыр, то они должны сталкиваться лишь каждые 100 000 - 10 миллионов лет в каждом кубическом гигапарсеке объема. Если вместо этого нейтрино подпитываются от слияний черных дыр звездной массы, то они должны происходить от 10 до 100 раз в год в каждом кубическом гигапарсеке объема.

Это многообещающие цифры, поскольку результаты находятся в пределах ожидаемого диапазона скорости слияния как черных дыр звездной массы, так и сверхмассивных черных дыр. Так что с точки зрения механизмов это вполне правдоподобно. Об этом можно будет судить только по результатам дальнейших наблюдений, и возможно астрономы смогут точно определить источник этих чрезвычайно энергичных экзотических частиц.

Напомним, недавно обнаружена ближайшая к нам черная дыра, к тому же она - первая из найденных спящих черных дыр в нашем Млечном Пути.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.