Сопоставив данные, полученные нейтринной обсерваторией «Ледяной куб» (IceCube Neutrino Observatory), космическими гамма-телескопами Fermi и Swift, а также другими обсерваториями, ученые сумели определить, где расположен источник космических нейтрино высоких энергий, отмечавшихся обсерваторией IceCube в течение нескольких лет. Источником оказался блазар TXS 0506 + 056 – сверхмассивная черная дыра в центре активной галактики в созвездии Ориона. От Земли его отделяет около 4,6 миллиардов световых лет.
Обсерватория «Ледяной куб», расположенная вблизи Южного полюса, состоит из 86 «гирлянд», каждая из которых несет по 60 фотодетекторов. «Гирлянды» находятся в скважинах в антарктическом льду на глубине с 1450 по 2450 метров. Фотодетекторы способны уловить мюоны, выделяющиеся в тех редких случаях, когда нейтрино все-таки вступает во взаимодействие с веществом Земли. Общий объем льда, в котором расположены фотодетекторы, составляет кубический километр. Большая часть этих частиц, обнаруживаемых детекторами, образуется в ходе ядерных реакций в Солнце или же при взаимодействии протонов высоких энергий с частицами в верхних слоях земной атмосферы. Ученые же стремятся обнаружить нейтрино, которые возникают в ходе высокоэнергетических процессов в далеком космосе. Различить эти нейтрино можно по количеству энергии регистрируемых мюонов.
Очередной мюонный след от космических нейтрино был зафиксирован 22 сентября 2017 года (событие IceCube-170922A). Средняя энергия нейтрино составляла 290 ТэВ, что однозначно позволяло исключить их происхождение из Солнца или земной атмосферы. После того, как об этом были оповещены другие обсерватории, команда космического гамма-телескопа Fermi обнаружила, что направление этих нейтроно соответствует активному источнику гамма-излучения – блазару TXS 0506 + 056. В дальнейшем активность этого блазара не только в гамма-диапазоне, но и во всех остальных подтвердили другие обсерватории. А анализ данных собранных «Ледяным кубом» с 2014 года указал, что нейтрино высоких энергий отмечались детекторами более десяти раз.
Благодаря космическим нейтрино высоких энергий ученые могут определить, что происходит с их источниками – находящимися на огромных расстояниях от нас черными дырами и сверхновыми звездами. Итоги нынешних наблюдений изложены в статьях (1, 2), опубликованных журналом Science.
