Коли чорні діри стикаються, вони могли б виробляти нейтрино

Відтоді як астрономи вперше виявили нейтрино надвисоких енергій, що приходять з випадкових напрямків у космосі, вони не могли зрозуміти, що їх породжує. Але нова гіпотеза передбачає малоймовірне джерело: злиття чорних дір.

Про це розповідає видання Universe Today, передають OstanniPodii.com.

Нейтрино - надзвичайно примарні частинки. Вони не несуть електричного заряду й лише зрідка взаємодіють зі звичайною матерією за допомогою слабкої ядерної взаємодії. Щосекунди через кожен квадратний сантиметр вашого тіла проходять трильйони нейтрино. Тому для їх уловлювання потрібні дійсно величезні обсерваторії.

Найбільша з них - нейтринна обсерваторія IceCube, що являє собою серію детекторів, занурених в антарктичний крижаний щит на Південному полюсі. Час від часу нейтрино вдаряється об молекулу водяного льоду та призводить до спалаху світла, який обсерваторія може зафіксувати.

Хоча за роки роботи IceCube спостерігалася незліченна безліч подій, та кілька з них виділяються від інших. Деякі нейтрино надзвичайно енергійні - настільки енергійні, що важко придумати правдоподібні сценарії, які могли б їх породити.

На іншому кінці спектра можливо найпотужніші об′єкти у Всесвіті - чорні діри. Їхня інтенсивна гравітація може розривати зорі на частини та навіть призводити до утворення джетів, здатних спрямовуватися в космос на десятки тисяч світлових років.

Так, нове дослідження, опубліковане на сервері препринтів arXiv, припускає, що чорні діри можуть бути відповідальними за нейтрино найвищої енергії. Однак це не може спрацювати з чорними дірами в ізоляції. Натомість чорні діри повинні бути оточені електрично зарядженою плазмою. Ця плазма обертатиметься навколо чорної діри, утворюючи акреційний диск. Неймовірно сильні магнітні та електричні поля в акреційному диску можуть звиватися навколо чорної діри та відправити матеріал назовні у вигляді джета.

Коли дві чорні діри зливаються, це змінює напрямок джета, і іноді він може отримати посилення завдяки гравітаційній енергії, що вивільняється під час злиття.

Автори нового дослідження припускають, що за сприятливих умов посилення джета під час злиття може призвести до появи нейтрино з шалено високою енергією.

Щоб відповідати спостережуваній кількості високоенергетичних нейтрино, виявлених IceCube, автори припускають, що ці чорні діри не повинні зливатися так вже й часто. Якщо джерелом нейтрино є злиття надмасивних чорних дір, то вони повинні стикатися лише кожні 100 000 - 10 мільйонів років у кожному кубічному гігапарсеку обсягу. Якщо натомість нейтрино підживлюються від злиттів чорних дір зоряної маси, то вони мають відбуватися від 10 до 100 разів на рік у кожному кубічному гігапарсеку обсягу.

Це багатообіцяльні цифри, оскільки результати перебувають у межах очікуваного діапазону швидкості злиття як чорних дір зоряної маси, так і надмасивних чорних дір. Так що з точки зору механізмів це цілком правдоподібно. Про це можна буде судити тільки за результатами подальших спостережень, і можливо астрономи зможуть точно визначити джерело цих надзвичайно енергійних екзотичних частинок.

Нагадаємо, недавно виявлено найближчу до нас чорну діру, до того ж вона - перша зі знайдених сплячих чорних дір у нашому Чумацькому Шляху.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.