Частинки-привиди можуть вказувати на чорні діри всередині загадкових галактик, які виявили у ранньому Всесвіті за допомогою James Webb. Їхнє існування допомагає розплутати одразу дві астрофізичні головоломки.
Джерело нейтрино у пиловому коконі
Космічні нейтрино майже безмасовими й не мають заряду, тож вільно покидають навіть найщільніші середовища. Кожну секунду крізь людське тіло пролітають сотні трильйонів цих частинок. Водночас походження більшої частини високоенергетичних космічних нейтрино, які реєструють на Землі, досі залишається невстановленим.
Зазвичай події, що породжують такі нейтрино, створюють і високоенергетичні фотони. Якби всі джерела нейтрино випромінювали ще й гамма-промені, гамма-тло Всесвіту було б значно яскравішим за реальне. Логічно припустити, що існують середовища, з яких фотони вибратися не можуть, а нейтрино виходять без перешкод.
Загадкові маленькі червоні цятки
Таким середовищем, імовірно, слугують галактики, відомі як маленькі червоні цятки. Їх виявили за допомогою James Webb у ранньому Всесвіті приблизно через 600 млн років після Великого вибуху, а до того, як Всесвіту виповнилося 2 млрд років, вони майже не трапляються.
Об’єкти демонструють дуже слабке випромінювання в рентгенівському та радіодіапазонах, що нетипово для активних ядер галактик. Дослідники припускають, що в центрі кожної цятки ховається чорна діра, оточена товстим шаром газу й пилу. Цей кокон поглинає фотони, але випускає нейтрино назовні.
Автори роботи під керівництвом Ріку Кузе з Кіотського університету оцінили внесок червоних цяток у загальний нейтринний фон. За їхніми розрахунками, якщо всередині цих галактик відбувається прискорення частинок, вони здатні виробляти значну кількість високоенергетичних нейтрино, що реєструють на Землі.
Невидимий двигун на світанку Всесвіту
Відомий загальний механізм утворення нейтрино. Протони стикаються з фотонами або газом у щільному середовищі, породжуючи потік частинок-привидів.
Водночас гамма-фотони застрягають у щільній оболонці й до спостерігача не доходять. За словами Ріку Кузе, безпосередньо розгледіти окремі об’єкти поки що складно. Та саме їхня кількість робить червоні цятки переконливим кандидатом на роль основного постачальника космічних нейтрино, повідомляє space.com.
Наступний крок команди полягає в тому, щоб зіставити співвідношення типів нейтрино, породжених у таких системах, із тим, що реєструють детектори. Якщо пропорції збігатимуться, це підтримає гіпотезу, результати якої опублікував рецензований журнал Physical Review D.
