Год наблюдений нейтринной лаборатории IceCube в толще антарктических льдов показал, что мощные гамма-вспышки не являются основным источником нейтрино высокой энергии, как считалось ранее, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Нейтринная обсерватория IceCube является самой большой в мире обсерваторией, предназначенной для изучения потоков нейтрино и мюонов космического происхождения. Она расположена на территории антарктической станции Амундсен-Скотт, у южного полюса Земли. Постройка обсерватории началась в 2005 году и была завершена в декабре 2010 года. Одна из главных задач детектора – обнаружение основных источников нейтрино в космосе.

Группа астрономов из коллаборации IceCube под руководством Нейтана Уайтхорна (Nathan Whitehorn) из университета штата Висконсин в городе Мэдисон (США) выяснила, что

один из предполагаемых основных источников таких частиц, гамма-вспышки, не является «фабрикой» нейтрино высокой энергии.

Как объясняют ученые, два типа космических объектов – черные дыры в центрах галактик и мощные гамма-вспышки – считались основными производителями нейтрино и мощных космических лучей. Как правило, гамма-всплески возникают в результате взрыва сверхновых, последующего превращения останков усопшей звезды в черную дыру, а также слияния черных дыр или нейтронных звезд.

Во время гамма-вспышки взрывающаяся звезда разгоняет протоны и другие частицы до околосветовых скоростей. При пролете протонов через области с мощными источниками гамма-излучения и магнитных полей будут рождаться нейтрино высокой энергии. Аналогичный процесс, хотя и в более крупных масштабах, происходит и в окрестностях сверхмассивных черных дыр в центрах галактик.

С мая 2008 года по декабрь 2010 года в том участке неба, за которым следят детекторы IceCube, произошло около 300 вспышек сверхновых. Во время каждой вспышки Уайтхорн и его коллеги следили за изменениями в потоке нейтрино, пытаясь обнаружить частицы, которые могли зародиться во время гамма-всплеска.

«Как предсказывали основные теоретические модели, мы должны были фиксировать примерно по 8,4 событий на одну вспышку. Но мы не увидели ни одного события, что указывает на то, что гамма-всплески не являются основным источником космических лучей высокой энергии», – пояснил Уайтхорн.

По словам ученых, ни в одном случае они не смогли найти ни одной частицы с достаточно высокой энергией в те моменты, когда происходили гамма-всплески. Таким образом,

современные теоретические модели, описывающие формирование нейтрино и космических лучей во время гамма-вспышек, оказались некорректными.

«Наше исследование является первым свидетельством в пользу "взросления» нейтринной астрономии. Даже частично функционирующий IceCube смог опровергнуть 15 лет теоретических построений и начал «атаку» на один из двух возможных источников космических лучей самой высокой энергии. И хотя отсутствие нейтрино от гамма-всплесков нас несколько расстроило, это первый реальный результат нейтринной астрономии", – заключают авторы.