Fizycy z projektu Bajkał-GWD wykryli galaktyczne neutrina o energiach przekraczających 200 teraelektronowoltów. Źródła tych neutrin najprawdopodobniej znajdowały się w Drodze Mlecznej. Artykuł został opublikowany w czasopiśmie „The Astrophysical Journal”.
Neutrina są obecnie uważane za jeden z najtrudniejszych obiektów do obserwacji: oddziałują one wirtualnie z materią. Jednocześnie neutrina kosmiczne dostarczają wglądu w najbardziej ekstremalne zjawiska we Wszechświecie – od eksplozji gwiazd po aktywność jąder galaktyk. W ostatnich latach główne obserwatoria neutrin, w tym IceCube na Antarktydzie, zgłaszały wykrycie neutrin o ekstremalnie wysokich energiach, ale większość tych zdarzeń najprawdopodobniej pochodziła spoza Drogi Mlecznej. Do tej pory wkład naszej Galaktyki w wykryty astrofizyczny składnik neutrin pozostawał niejasny, a różne szacunki teoretyczne były bardzo rozbieżne.
Naukowcy z projektu Bajkał-GVD wykryli neutrina wysokoenergetyczne, najprawdopodobniej pochodzące z naszej galaktyki. Naukowcy wykorzystali teleskop neutrinowy Bajkał-GVD – wielkoskalowy system modułów optycznych zawieszonych na pionowych linach w czystych wodach jeziora Bajkał. Każdy moduł zawiera fotodetektor rejestrujący promieniowanie Czerenkowa, które powstaje, gdy cząstki wysokoenergetyczne przechodzą przez wodę. Za pomocą tego detektora fizycy śledzą błyski światła w wodzie i, korzystając z tych danych, rekonstruują kierunek i energię neutrin.
Naukowcy przeanalizowali zdarzenia o zrekonstruowanych energiach powyżej 200 teraelektronowoltów, zarejestrowane podczas sześcioletniej pracy teleskopu. Fizycy zaobserwowali łącznie osiem takich zdarzeń. Zauważyli, że średni kąt odchylenia tych zdarzeń od równika galaktycznego był znacznie mniejszy niż oczekiwano na podstawie równomiernego rozkładu na niebie. Prawdopodobieństwo przypadkowego zbiegu okoliczności oszacowano na 1,4×10-2. Autorzy porównali również wyniki z Bajkału-GVD z niedawno opublikowanymi danymi z IceCube i zaobserwowali podobny wzorzec w obu przypadkach. Po łącznej analizie wszystkich zdarzeń neutrinowych, prawdopodobieństwo błędu spadło do 3,4×10-4.
Według fizyków, wynik ten sugeruje, że galaktyczny wkład w strumień neutrin wysokoenergetycznych może być istotniejszy niż wcześniej sądzono. Bardziej szczegółowe badania, w szczególności poszukiwanie punktowych źródeł neutrin w regionach formowania się gwiazd, będą wymagały większych zbiorów danych i dalszych obserwacji. Bajkał-GVD stale rozszerza swoją pojemność detektora i będzie w stanie dostarczyć jeszcze bardziej przekonujących danych w nadchodzących latach.
Wcześniej inny, podobny detektor Czerenkowa, KM3NeT, zaobserwował neutrina o ultrawysokiej energii (kilkadziesiąt petaelektronowoltów). Przeczytaj o tym w naszym artykule „Nie spodziewałeś się tego?”.
