Ученые составили карту призрачных частиц Галактики

Исследователи из Копенгагенского университета разработали первую полную карту источников нейтрино в Млечном Пути. Разработка предоставляет новые данные о местонахождении и количестве так называемых «призрачных частиц», генерируемых в нашей галактике. Нейтрино представляют собой фундаментальные субатомные частицы, характеризующиеся минимальной массой и отсутствием электрического заряда. Они исключительно слабо взаимодействуют с обычной материей, что позволяет им беспрепятственно проходить сквозь планеты и живые организмы. Ежесекундно триллионы нейтрино пронизывают каждую точку пространства, включая человеческое тело.

Обнаружение нейтрино требует использования массивных подземных детекторов, защищенных от посторонних космических излучений, из-за их крайне низкой способности к взаимодействию. Однако, когда эти частицы регистрируются, они несут прямую и практически неизмененную информацию о процессах, происходящих в недрах звезд. В отличие от фотонов, которые являются электромагнитным излучением и активно взаимодействуют с материей на своем пути, нейтрино почти сразу покидают свои источники после образования в результате ядерных реакций. Это позволяет им достигать Земли, сохраняя первоначальные данные о внутренних условиях звезд.

Созданная карта опубликована в научном журнале Physical Review D. Она основывается на интеграции передовых моделей звездной эволюции с обширными астрометрическими данными, полученными от телескопа Gaia Европейского космического агентства. Исследование выявило области Галактики с наиболее интенсивным нейтринным излучением. Основная концентрация этих частиц наблюдается в центре Галактики, в регионах, расположенных в пределах нескольких тысяч световых лет от Земли, что коррелирует с высокой плотностью звездного населения.

Пабло Мартинес-Мираве, ведущий автор исследования и постдок Института Нильса Бора, сообщил, что карта точно указывает на молодые звезды, масса которых превышает солнечную, как на наиболее значительные производители нейтрино. Было установлено, что объем производства нейтрино этими звездами существенно зависит от их возраста и массы. Эти результаты предоставляют нейтринным обсерваториям точные координаты для направления их чувствительных инструментов, максимизируя шансы на обнаружение частиц. Такая целевая стратегия увеличивает вероятность регистрации нейтрино и, как следствие, получения уникальных данных о Вселенной.

Изучение нейтрино также имеет потенциал для обнаружения новой физики. Даже незначительные, необъяснимые отклонения в поведении нейтрино на их пути к Земле могут указывать на существование неизвестных фундаментальных законов природы, которые не могут быть выявлены традиционными экспериментами. Представленная модель служит как карта, так и компас, обеспечивая ориентацию в невидимой для обычных телескопов вселенной, которую открывают нейтрино.

Источник: Universe Today