Главная Новости Нейтрино и гамма-излучение создаются черными дырами - ученые

Черные дыры генерируют нейтрино?

Свет и частицы представляют собой непреходящую загадку: мы не знаем, откуда они берутся.

Черные дыры генерируют нейтрино?

Конечно, некоторые из них мы можем отследить, но гамма-излучения и нейтрино, проходящих сквозь Вселенную, гораздо больше, нежели мы можем представить. Намного больше. И астрономы только нащупали объяснение некоторым из них: почти спящие черные дыры.

Это, по словам ученых, может объяснить избыток "мягкого" гамма-излучения во Вселенной без опоры на холодные (нетепловые) электроны. Что, согласитесь, всегда было проблематичным занятием, поскольку электроны становятся тепловыми в течение короткого времени. А ведь время нужно для генерации высокоэнергетических частиц.

Гамма-излучение и нейтрино не совсем редки. Гамма-излучение - это самая энергичная форма света во Вселенной, и оно было обнаружено при чрезвычайно высоких энергиях - в диапазоне тераэлектронвольт.

Нейтрино, или частицы-призраки, - это почти безмассовые частицы, проносящиеся через пространство, ни с чем не взаимодействуя. Их мы тоже обнаружили при высоких энергиях.

Черные дыры генерируют гамма-излучение

Для того, чтобы получить эти энергии, фотоны и частицы требуют присутствия космического ускорителя. Это должны быть высокоэнергетические объекты, такие как остатки сверхновых или черная дыра, активно поглощающая обычное вещество.

Но даже после того, как мы учли эти высокоэнергетические источники, у нас остается избыток гамма-излучения в более низких "мягких" энергиях, а также избыток нейтрино, который трудно объяснить.

По мнению группы исследователей под руководством астронома Шигео Кимуры из Университета Тохоку в Японии, такой избыток может исходить из неожиданного источника: сверхмассивных черных дыр, которые являются почти спящими - они не совсем активные.

Когда сверхмассивная черная дыра активна, вокруг нее вращается огромный диск из пыли и газа, который медленно наслаивается на черную дыру. Огромные силы, действующие в пространстве вокруг черной дыры, нагревают материал диска так, что он вспыхивает в диапазоне электромагнитных длин волн, включая гамма-излучение.

Кроме того, часть материала абсорбируется по внешней стороне черной дыры вдоль линий ее магнитного поля, которые действуют как ускоритель, к полюсам, где он выбрасывается в космос с огромной скоростью.

Считается, что каждая галактика имеет сверхмассивную черную дыру в своем центре, но не все они активны. Сверхмассивная черная дыра нашей галактики, например, довольно вялая.

По мнению Кимуры и его команды, избыток гамма-излучения в нижнем энергетическом диапазоне - мегаэлектронвольты, а не гига- или тераэлектронвольты - может быть произведен сверхмассивными черными дырами. По сути, они тусклые для наших телескопов на Земле. Вследствие чего множество космических объектов не воспринимаются.

Команда провела расчеты и выяснила, как это может работать. Хотя вокруг этих неактивных черных дыр вращается меньше материала, он все равно есть, и он нагревается.

Фактически, эта горячая плазма нагревается до температуры в миллиарды градусов - достаточно, чтобы генерировать гамма-излучение в диапазоне мегаэлектронвольт, или то, что мы называем "мягкими" гамма-лучами.

В такой плазме протоны могут быть разогнаны до высоких скоростей. Когда эти высокоэнергетические протоны взаимодействуют с излучением и веществом, они генерируют нейтрино, что также объясняет избыток этих частиц. И таких тихих сверхмассивных черных дыр во Вселенной достаточно, чтобы выделить значительную часть избыточных сигналов (как мы сейчас воспринимаем свет и частицы).

Пока это только гипотеза, но математика подтверждается. По крайней мере, астрономы знают, что искать в будущем - и тайна необъяснимых гамма-лучей приближается к своей разгадке.

Дата: 2021-09-28

Автор: Александр Войтенко

Поделиться с друзьями: