1657
Астрономи за допомогою радіоінтерферометра ALMA відстежили джерело потужного нейтринного сплеску, скориставшись дивовижним космічним явищем, що спрацювало як природний телескоп. І те, що вони виявили, суперечило очікуванням. Спершу дослідники підозрювали, що надзвичайно яскраву далеку галактику, пов’язану з нейтринним сигналом, живить надмасивна чорна діра. Натомість спостереження показали, що енергія галактики походить від інтенсивного зореутворення. Роботу опублікували в Nature Astronomy.
Нейтрино — одні з найзагадковіших відомих науці частинок. Величезна їх кількість пролітає крізь космос і навіть крізь Землю, майже не взаємодіючи з матерією. Хоча астрономи виявили кілька галактик, здатних породжувати нейтрино, цих відомих джерел недостатньо, щоб пояснити велику популяцію високоенергетичних нейтрино, зафіксованих досі. Щоб дослідити походження однієї такої частинки, міжнародна команда провела спостереження на ALMA та інших телескопах.
Їхньою ціллю була високоенергетична нейтринна подія IC 210922A, зафіксована обсерваторією IceCube на Південному полюсі. Пошук привів до винятково яскравої галактики JCMT0402−0424, розташованої приблизно за 11 мільярдів світлових років від Землі. Раніше виявлені галактики-джерела нейтрино зазвичай живилися надмасивними чорними дірами — але тут дослідники не знайшли жодних ознак енергійного випромінювання, характерного для такої діри.
Галактика густо вкрита пилом, тож у видимому світлі її важко розгледіти, зате на субміліметрових хвилях вона сяє надзвичайно яскраво. Через приховану природу й екстремальну яскравість команда дала їй прізвисько «Тіньовий бластер» (Shadow Blaster). Зазирнути в її глибини вдалося завдяки вдалому розташуванню іншої галактики між нею й Землею: гравітація передньої галактики зігнула й підсилила радіохвилі, фактично створивши природний телескоп.
Цей ефект гравітаційного лінзування дав яскравіші й збільшені зображення, що дозволило ALMA дослідити далеку галактику значно детальніше. Радіоспостереження знову не показали ознак потужної чорної діри — натомість дані вказали на інше джерело енергії: газ і пил у галактиці, схоже, розігріваються насамперед активним зореутворенням.
Дослідники також виявили щільне «компактне ядро» в центрі «Тіньового бластера»: величезні обсяги газу й пилу упаковані в область завширшки лише близько 1500 світлових років. Таке екстремальне середовище здатне породжувати нейтрино. Результати свідчать, що інтенсивні зореутворювальні галактики можуть бути важливим і раніше недооціненим джерелом високоенергетичних нейтрино.
За оцінками команди, компактні, багаті на пил галактики зі спалахом зореутворення можуть давати істотну частку фонових високоенергетичних нейтрино — до 20% усієї їх популяції, спостережуваної у Всесвіті. Якщо це підтвердять майбутні дослідження, відкриття може суттєво змінити розуміння того, як народжуються одні з найневловніших частинок космосу. Це також демонструє, як поєднання «мультимесенджерної» астрономії — коли одну подію вивчають і за нейтрино, і за радіовипромінюванням — та природних гравітаційних лінз дозволяє зазирати туди, куди звичайні телескопи дістати не можуть.
