В феврале 2023 года детектор KM3NeT/ARCA, расположенный на глубине у берегов Сицилии, зафиксировал пролёт уникального космического нейтрино с энергией 220 ПэВ — рекордной для подобных частиц. Это событие вызвало широкий резонанс в научном сообществе, поскольку источник столь мощного нейтрино долгое время оставался неизвестным.

Первоначально рассматривались различные гипотезы, включая взаимодействие космических лучей с реликтовым излучением или одиночные взрывы во Вселенной. Однако отсутствие сопутствующих сигналов в других диапазонах (радио, рентген, гамма) не позволило однозначно связать событие с конкретным объектом.

В новом исследовании учёные смоделировали популяцию блазаров — активных ядер галактик с мощными джетами, направленными к Земле. Компьютерное моделирование показало, что именно совокупный поток нейтрино от множества таких источников может объяснить наблюдаемое событие, не противореча данным других обсерваторий (IceCube и Fermi).

Визуализация события с участием нейтрино сверхвысокой энергии, зарегистрированного детектором KM3NeT/ARCA в Средиземном море. Цветные дорожки показывают черенковское излучение, возникающее при прохождении вторичных частиц через воду и регистрируемое оптическими модулями детектора.
Иллюстрация: Credits KM3NeT

Для проверки гипотезы использовались параметры, основанные на независимых наблюдениях: сила магнитного поля, размеры областей излучения, распределение энергии протонов. Важно, что отсутствие аналогичных событий в других детекторах подтверждает редкость подобных явлений и требует дальнейших наблюдений для окончательных выводов.

Если гипотеза подтвердится, то это заставит пересмотреть представления о механизмах ускорения частиц в блазарах и расширит понимание процессов, происходящих в окрестностях сверхмассивных чёрных дыр. Полная конфигурация детектора KM3NeT/ARCA и новые данные позволят провести более точный анализ и, возможно, открыть новое окно в изучении Вселенной высоких энергий.

Открытие сверхэнергетического нейтрино и поиск его источника имеют фундаментальное значение для астрофизики, позволяя исследовать экстремальные процессы и свойства материи за пределами стандартных моделей.