28 януари 2023
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Когато черните дупки се сблъскват, те произвеждат и неутрино

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 09 ноември 2022 в 00:01 28390
Снимка от числена симулация на сливане на двойна черна дупка с неравномерна маса, с параметри, съответстващи на GW190412. Кредит: N. Fischer, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics), Simulating eXtreme Spacetimes project

Откакто астрономите за пръв път откриват свръхвисокоенергийните неутрино, идващи от произволни посоки в пространството, те се опитват да разберат какво ги генерира. Но една нова хипотеза предлага невероятен източник: сливането на черни дупки.

Неутриното е изключително "призрачна" частица. Тези частици не носят електрически заряд и взаимодействат с нормалната материя само в редки случаи чрез слабата ядрена сила. Трилиони неутрино преминават през всеки квадратен сантиметър от тялото ни всяка секунда.

Затова за тяхното улавяне са необходими наистина огромни обсерватории. Най-голямата от тях е обсерваторията за неутрино IceCube, която представлява серия от детектори, потопени в ледената покривка на Антарктида на Южния полюс. От време на време неутрино се удря в молекула воден лед, което води до сигнал, който обсерваторията може да засече.

Въпреки че през годините в IceCube са наблюдавани безброй събития, няколко от тях се открояват. Някои неутрино са изключително енергийни - толкова високоенергийни, че е трудно да се измислят правдоподобни сценарии, които биха могли да ги генерират.

В другия край на спектъра, може би най-мощните обекти във Вселената са черните дупки. Тяхната силна гравитация може да разкъса звезди и да задвижи образуването на джетове, които могат да се изстрелят на десетки хиляди светлинни години в космоса.

Ново изследване показва, че черните дупки може би са отговорни за най-високо енергийните неутрино. Това обаче не може да стане с изолирани черни дупки, а черните дупки трябва да са заобиколени от електрически заредена плазма. Тази плазма се завихря около черната дупка, образувайки акреционен диск. Невероятно силните магнитни и електрически полета в акреционния диск могат да се усучат около черната дупка и да изпратят материал навън под формата на струя (джет).

Когато две черни дупки се слеят, това променя посоката на джетовете, а понякога тези струимогат да получат тласък от гравитационната енергия, освободена при сливането.

Авторите на новото изследване предполагат, че ако условията са подходящи, усилването на струята по време на сливане може да даде енергия на невероятно високоенергийните неутрино.

За да съответстват на наблюдаваните количества високоенергийни неутрино, които IceCube е открил, авторите предполагат, че тези черни дупки не трябва да се сливат много често. Ако неутриното се захранва от сливането на свръхмасивни черни дупки, то те трябва да се сблъскват само на всеки 100 000 до 10 милиона години на кубичен гигапарсек. Ако вместо това неутриното се захранва от сливания на черни дупки със звездна маса, тогава те трябва да се случват само 10 до 100 пъти всяка година във всеки кубичен гигапарсек.

Това са обещаващи цифри, тъй като резултатите попадат в очаквания диапазон на честотата на сливане както на черни дупки със звездна маса, така и на свръхмасивни черни дупки. Така че, що се отнася до механизмите, това е правдоподобно.

Само повече наблюдения ще могат да кажат това и се надяваме, че астрономите ще успеят да определят източника на тези високоенергийни екзотични частици.

Справка: Extragalactic neutrino emission induced by Supermassive and Stellar Mass Black Hole mergers
Ilja Jaroschewski, Julia Becker Tjus, Peter L. Biermann https://arxiv.org/abs/2210.11337 

Източник: When Black Holes Collide They Also Produce Neutrinos, Universe Today


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.