Объединенный институт ядерных исследований
10.04.2025

Ученые коллаборации Baikal-GVD зарегистрировали поток галактических нейтрино с энергией выше 200 ТэВ

В журнале Astrophysical Journal (https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/adb630) вышла статья, где были проанализированы события, зарегистрированные Байкальским глубоководным нейтринным телескопом в 2018-2023 гг., с расчетными энергиями нейтрино выше 200 ТэВ.

Оказалось, что средний угол отклонения этих событий от галактического экватора (а мы помним, что с галактическим экватором совпадает средняя линия Млечного Пути!) существенно меньше ожидаемого от равномерного распределения, что предполагает избыток нейтрино из низких галактических широт с вероятностью 1,4× 1021,4\times 10^{-2}. Авторы публикации сопоставили результаты своего анализа с данными эксперимента IceCube и обнаружили схожую картину. Объединенный анализ всех нейтринных событий снизил вероятность ошибки до 3,4× 1043,4\times 10^{-4}.

Таким образом, поток галактических нейтрино от плоскости Млечного Пути с энергией выше 200 ТэВ оказался значительно больше, чем современные представления о природе космических лучей. Полученный результат требует пересмотра моделей происхождения и распространения космических лучей. Происхождение космических лучей с энергией от 1012\sim 10^{12} до 1020\sim 10^{20} эВ оставалось загадкой на протяжении десятилетий. Скорее всего, галактические нейтрино высокой энергии рождаются вместе с фотонами при взаимодействии космических лучей с веществом и излучением. В отличие от заряженных космических лучей, нейтрино не отклоняются космическими магнитными полями и, таким образом, точно указывают на место своего рождения. В отличие от фотонов, нейтрино не поглощаются и не рассеиваются, поэтому достигают наблюдателя из удаленных или непрозрачных источников. Несмотря на сложности, связанные с большим атмосферным фоном и относительно низкой точностью реконструкции отдельных событий, астрономия физики высоких энергий превратилась в важную новую отрасль астрофизики.

Для справки

Нейтринный телескоп Baikal-GVD предназначен для регистрации и исследования потоков нейтрино сверхвысоких энергий от астрофизических источников. С его помощью ученые планируют изучать не только процессы с огромным выделением энергии, которые происходили в далеком прошлом, но и эволюцию галактик, формирование сверхмассивных черных дыр и механизмы ускорения частиц.

Байкальский нейтринный телескоп – нейтринный детектор, расположенный в озере Байкал на расстоянии 3,6 км от берега, на глубине порядка 1300 м. Эта уникальная научная установка является важным инструментом многоканальной астрономии – нового мощного метода исследования Вселенной. Baikal-GVD – один из трех действующих крупномасштабных нейтринных телескопов в мире и, наряду с телескопами IceCube на Южном полюсе и KM3NeT в Средиземном море, входит в Глобальную нейтринную сеть (Global Neutrino Network).