Międzynarodowy zespół astrofizyków przy udziale National Research Nuclear University „MEPhI” odkrył sygnał wysokoenergetycznych fotonów galaktycznych w danych z eksperymentu Fermiego. To odkrycie może rzucić światło na pochodzenie wysokoenergetycznych neutrin zarejestrowanych wcześniej przez IceCube Neutrino Observatory w Amundsen-Scott na Antarktydzie. Odkrycie zostało opisane w czasopiśmie Physical Review-D.
Neutrino podróżuje tam, gdzie utkną inne cząsteczki. Na przykład neutrina słoneczne pochodzą z wnętrza Słońca i dostarczają informacji o reakcjach termojądrowych w jądrze słonecznym. Wysokoenergetyczne neutrina docierają do nas z nieznanych jeszcze obiektów pozaziemskich i dostarczają informacji niedostępnych przy innych metodach obserwacji.
Badacze z National Research Nuclear University MEPhI wraz z kolegami z Uniwersytetu Paris-Diderot (Francja), Norweskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii (Norwegia), Uniwersytetu Genewskiego (Szwajcaria), badając dane z teleskopu gamma Fermi pracującego przy wysokich energiach (powyżej 300 GeV), odkryli nowy składnik strumienia promieniowania gamma.
„Przy energiach powyżej 300 GeV sygnały ze źródeł spoza naszej Galaktyki będą silnie tłumione z powodu absorpcji promieniowania gamma w przestrzeni międzygalaktycznej. Co więcej, na odległościach wewnątrz Galaktyki promieniowanie gamma praktycznie nie jest pochłaniane. Tak więc nowy komponent musi mieć źródło w naszej Galaktyce”- powiedział RIA Novosti jeden z autorów badania, profesor NRNU MEPhI, Dmitry Semikoz.
Zdaniem naukowca widmo nowego składnika jest zgodne z nienormalnie wysokim strumieniem neutrin odkrytych niedawno w eksperymencie IceCube. Ponieważ neutrina są zawsze „produkowane” wraz z promieniami gamma, które mają podobne widmo, naukowcy założyli, że oba widma mają wspólne pochodzenie.
„W tym artykule zaproponowaliśmy dwa modele wyjaśniające wszystkie dane” - powiedział profesor Semikoz. - W pierwszym modelu neutrina i promieniowanie gamma są wytwarzane w pobliskim regionie Galaktyki w wyniku oddziaływania promieni kosmicznych. W drugim modelu neutrina i promieniowanie gamma powstały w wyniku rozpadu ciemnej materii w naszej Galaktyce”.
Który z tych modeli jest prawidłowy, niejednorodność sygnału będzie można ustalić w trakcie dalszych badań. Jeśli źródłem sygnału jest rozpad ciemnej materii, trudno przecenić znaczenie tego badania. Ale nawet w przypadku pobliskiego źródła astrofizycznego być może po raz pierwszy mieliśmy okazję znaleźć źródło promieniowania kosmicznego, które wytwarza obserwowane neutrina i promienie gamma.
Obecnie w Rosji, na dnie jeziora Bajkał, budowany jest podwodny teleskop neutrinowy „Gigaton Water Detector” o objętości jednego kilometra sześciennego. Planuje się, że w 2020 roku teleskop Bajkał stanie się porównywalny pod względem czułości z eksperymentem IceCube. A do obserwacji centralnej części naszej Galaktyki teleskop Bajkał nadaje się nawet lepiej niż IceCube, ponieważ znajduje się na półkuli północnej (badacze neutrin na Antarktydzie obserwują cząstki dosłownie „przez Ziemię”).
Film promocyjny: