Международный коллектив астрофизиков при участии НИЯУ МИФИ обнаружил сигнал высокоэнергетических галактических фотонов в данных эксперимента Ферми. Это открытие может пролить свет на происхождение высокоэнергетических нейтрино, ранее зарегистрированных нейтринной обсерваторией «IceCube» на антарктической станции Амундсен-Скотт. Сообщение об открытии опубликовано в журнале «Physical Review-D».
Нейтрино проходит там, где другие частицы «застревают». Например, солнечные нейтрино приходят из недр Солнца и дают информацию о термоядерных реакциях в Солнечном ядре. Высокоэнергетические нейтрино приходят к нам от неизвестных пока внеземных объектов и дают информацию, недоступную при других способах наблюдения.
Исследователи Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» совместно с коллегами из Университета Париж-Дидро (Франция), Норвежского университета науки и технологий (Норвегия), Университета Женевы (Швейцария) при изучении данных гамма телескопа Ферми на высоких энергиях (выше 300 ГэВ) обнаружили новую компоненту в потоке гамма-излучения.
«При энергиях выше 300 ГэВ сигналы от источников, находящихся вне нашей Галактики, будут сильно подавлены из-за поглощения гамма-излучения в межгалактическом пространстве. При этом на расстояниях внутри Галактики гамма-излучение практически не поглощается. Таким образом, новая компонента должна иметь источник в нашей Галактике»,
— рассказал один из авторов исследования, профессор НИЯУ МИФИ Дмитрий Семикоз.
По словам ученого, спектр новой компоненты хорошо согласуется с недавно обнаруженным в эксперименте IceCube аномально высоким потоком нейтрино. Так как нейтрино всегда «производится» вместе с гамма-излучением, имеющим похожий спектр, ученые предположили, что оба спектра имеют общее происхождение.
«В данной работе мы предложили две модели, объясняющие все данные – сообщил профессор Семикоз. – В первой модели нейтрино и гамма излучение произведены в близкой к нам области Галактики из-за взаимодействия космических лучей. Во второй модели нейтрино и гамма излучение возникли в результате распада темной материей в нашей Галактике».
Какая из этих моделей правильная, можно будет установить по неоднородности сигнала при дальнейших исследованиях. Если источником сигнала является распад темной материи, важность данного исследования трудно переоценить. Но даже в случае близкого астрофизического источника мы, возможно, впервые получили шанс найти источник космических лучей, которые производят наблюдаемые нейтрино и гамма излучение.
В настоящее время в России на дне озера Байкал строится подводный нейтринный телескоп «Gigaton Water Detector» объемом в один кубический километр. Планируется, что в 2020 году байкальский телескоп станет сопоставим по чувствительности эксперименту IceCube. А для наблюдения центральной части нашей Галактики байкальский телескоп приспособлен даже лучше, чем IceCube, так как расположен в северном полушарии (исследователи нейтрино в Антарктиде наблюдают частицы буквально «сквозь Землю»).