Нейтрино помогут определить причину образования областей высокоэнергетичного гамма-излучения в Галактике
Двое физиков из Университета штата Аризона и Университета Джорджа Мейсона (оба — США) показали, что регистрация космических нейтрино даёт возможность выбрать наиболее подходящий из предложенных теоретиками механизмов возникновения огромных областей высокоэнергетичного гамма-излучения, обнаруженных космическим телескопом «Ферми».
Двое физиков из
Эти области, выделяющиеся в диапазоне энергий 1–100 ГэВ, имеют довольно чёткие границы и располагаются вблизи галактического центра симметрично относительно плоскости Млечного Пути. Вся структура имеет вид цифры 8, а общий её размер оценивается в 50 000 световых лет.
Интересно, что граничные участки «восьмёрки» также прослеживаются при анализе наблюдений, выполненных космической обсерваторией
«Восьмёрка» гамма-излучения в Млечном Пути (иллюстрация Goddard Space Flight Center). |
Обработанная карта наблюденний «Ферми», на которой явно выделяются области высокоэнергетичного гамма-излучения (иллюстрация НАСА / DOE / Fermi LAT / D. Finkbeiner et al.). |
Если не рассматривать предложения, выходящие за рамки Стандартной модели физики частиц, теоретических схем останется всего две. Первая, лептонная, предполагает, что высокоэнергетичное гамма-излучение зарождается при обратном
Во второй модели, которую обычно называют адронной, высокоэнергетичные гамма-кванты появляются в результате протон-протонных столкновений, приводящих к образованию нейтральных
Для теоретиков важно, что две описанные схемы дают совершенно разные оценки возраста гамма-областей: лептонная склоняется к нескольким миллионам лет, а адронная — к нескольким миллиардам. Таким образом, правильный выбор механизма образования гигантской «восьмёрки» позволяет заглянуть в историю развития Млечного Пути, проследить за активностью Стрельца A* и звездообразованием в Галактике.
С точки зрения экспериментаторов, адронная модель отличается от лептонной тем, что выработка фотонов в ней сопровождается появлением высокоэнергетичных (~1–10 ТэВ) нейтрино. Причина этого проста: в протон-протонных столкновениях рождаются не только нейтральные, но и заряженные пи-мезоны, которые затем распадаются (к примеру, по цепочке π+ → μ+ + νμ → νμ + е+ + νе + νμ) с образованием электронных νе и мюонных νμ нейтрино.
Американские учёные обратили внимание на такое различие между двумя моделями и попытались оценить перспективы регистрации высокоэнергетичных нейтрино, поток которых должен повторять контуры «восьмёрки» гамма-излучения, на Земле. Проведя несложные расчёты, они выяснили, что эта задача реальна: на очень больших энергиях (более ~20–50 ТэВ) сигнал от гипотетических нейтрино, образующихся в протон-протонных столкновениях, должен превышать фон и обнаруживаться при длительных наблюдениях на крупном современном нейтринном телескопе. К сожалению, антарктическая нейтринная обсерватория
Подготовлено по материалам
Нет комментариев.
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.