Анализ данных с нейтронных обсерваторий IceCube и ANTARES показал, что всплески гравитационных волн, порождаемые сливающимися черными дырами, не сопровождаются мощными вспышками нейтрино, сообщает журнал Nature со ссылкой на исследование, размещенное в электронной библиотеке arxiv.org.
Первые гравитационные волны, как рассказали 11 февраля отечественные и зарубежные физики, были обнаружены детекторами LIGO 14 сентября 2015 года в 13:51 по московскому времени. Они были порождены парой сливающихся черных дыр, чьи массы в 29 и 36 раз превышали солнечную, на расстоянии в 1,3 миллиарда световых лет от Земли.
Это открытие всколыхнуло научную общественность, и сразу десятки научных групп начали проверять, не зафиксировали ли телескопы, работающие в рентгеновском, оптическом или гамма-диапазонах, возможный источник этой вспышки. Буквально через несколько дней после объявления об открытии "события GW150914", как называют эти волны ученые, команда астрофизиков, работающих с телескопом "Ферми", заявила об открытии слабой гамма-вспышки, связанной с этими волнами, однако сейчас эти заявления подвергаются сомнению.
В число таких групп вошли коллаборации IceCube и ANTARES, работающие с двумя крупнейшими нейтринными обсерваториями мира, построенными на южном полюсе и на дне Средиземного моря в окрестностях французского Тулона. Сотни ученых, в том числе и десятки российских физиков, объединили свои усилия с представителями коллаборации LIGO в попытке найти следы нейтрино, которые в принципе могли возникнуть в ходе слияния черных дыр.
Как рассказывают физики, теория предсказывает, что при определенных обстоятельствах процесс слияния нейтронных звезд и черных дыр может приводить не только к рождению всплесков мощных гравитационных волн, но и высокоэнергетических пучков нейтрино, чья энергия будет составлять порядка гигаэлектронвольт.
Они проверили, так ли это на самом деле, сравнив данные, собранные детекторами IceCube и ANTARES за примерно 8 минут до появления всплеска GW150914 на детекторах LIGO в Луизиане и Вашингтоне и на протяжении 8 минут после него. Так как ученые знали, что гравитационные волны пришли со стороны южной половины небесной сферы, это заметно упрощало поиски нейтрино, которые должны были бы быть порождены в ходе этой вспышки.
Анализ данных показал, что в это временное окно ни IceCube, ни ANTARES не удалось зафиксировать наличие ни одного точечного источника нейтрино, который бы мог быть связан с источником гравитационных волн. Детекторам IceCube, правда, удалось найти три всплеска нейтрино нужной мощности, произошедшие одновременно с GW150914, однако они были направлены в неправильную сторону, из-за чего ученым пришлось их убрать из анализа.
Подобное открытие или, говоря иначе, его отсутствие, не означает, что слияния черных дыр не порождают вспышки нейтрино – возможно, что у пары объектов, породивших GW150914, не было диска аккреции, бублика из горячей материи и газа, окружающего черные дыры, где рождаются нейтрино и гамма-вспышки, связанные с подобными событиями.
Кроме того, вполне вероятно, что нейтрино, порожденные GW150914, могли обладать другой, более высокой или более низкой энергией, которую детекторы IceCube и ANTARES видят не так хорошо, как нейтрино с ГэВ-энергиями. Пока лишь можно говорить о том, что подобные слияния порождают меньше "неуловимых частиц", чем предполагали ученые.