Fizycy z eksperymentu Baikal-GVD zarejestrowali galaktyczne neutrina o energii wyższej niż 200 teraelektronowoltów. Źródła tych neutrin znajdują się najprawdopodobniej w Drodze Mlecznej. Artykuł opublikowano w czasopiśmie The Astrophysical Journal.
Neutrina uważane są dziś za jedne z najtrudniejszych do zaobserwowania obiektów: praktycznie nie oddziałują z materią. Jednocześnie neutrina kosmiczne pozwalają nam oceniać najbardziej ekstremalne zjawiska we Wszechświecie, od eksplozji gwiazd po aktywność jąder galaktycznych. W ostatnich latach duże obserwatoria neutrin, w tym IceCube na Antarktydzie, odnotowały już rejestrację neutrin o niezwykle wysokich energiach, jednak większość takich zdarzeń najwyraźniej miała miejsce poza Drogą Mleczną. Aż dotąd udział naszej Galaktyki w zarejestrowanym astrofizycznym składniku neutrin pozostawał niejasny, a różne szacunki teoretyczne znacznie się od siebie różniły.
Naukowcy z projektu Bajkał-GVD odkryli neutrina o wysokiej energii, których źródło najprawdopodobniej znajduje się wewnątrz naszej Galaktyki. Naukowcy wykorzystali teleskop neutrinowy Bajkał-GVD, czyli wielkoskalowy system modułów optycznych zawieszonych na pionowych kablach w czystej wodzie jeziora Bajkał. W każdym module znajduje się fotodetektor rejestrujący promieniowanie Czerenkowa, które powstaje, gdy w pobliżu przelatują cząstki o wysokiej energii. Za jego pomocą fizycy śledzą błyski światła w wodzie i na podstawie tych danych rekonstruują kierunek i energię neutrin.
Naukowcy przeanalizowali zdarzenia, których zrekonstruowana energia przekraczała 200 teraelektronowoltów i które zarejestrowano w ciągu sześcioletniej działalności teleskopu. Łącznie fizycy zaobserwowali osiem takich zdarzeń. Naukowcy zauważyli, że średni kąt odchylenia tych zdarzeń od galaktycznego równika okazał się znacznie mniejszy, niż można by się spodziewać na podstawie równomiernego rozłożenia ich na całym niebie. Prawdopodobieństwo przypadkowego zbiegu okoliczności oszacowano na 1,4×10-2. Autorzy porównali również wyniki Baikal-GVD z nowymi otwartymi danymi IceCube i w obu przypadkach zaobserwowali podobny obraz. Łączna analiza wszystkich zdarzeń neutrinowych wykazała, że prawdopodobieństwo błędu spadło do 3,4×10-4.
Według fizyków wynik ten wskazuje, że wkład galaktyk w strumień neutrin wysokoenergetycznych może być bardziej zauważalny, niż wcześniej sądzono. Bardziej szczegółowe badania, a w szczególności poszukiwanie punktowych źródeł neutrin w obszarach formowania się gwiazd, będą wymagały bardziej obszernych statystyk i kontynuacji obserwacji. Baikal-GVD nadal zwiększa pojemność detektora i w kolejnych latach będzie w stanie dostarczać jeszcze bardziej przekonujących danych.
Wcześniej drugi detektor Czerenkowa podobnego typu, KM3NeT, wykrył neutrino o superwysokiej energii (kilkadziesiąt petaelektronowoltów), o czym można przeczytać w naszym artykule „Czy oni nie czekali?”.