Ночные вспышки: охота за мгновенными сигналами ✎ экспресс

Оригинал: "Four years of wide-field search for nanosecond optical transients with the TAIGA-HiSCORE Cherenkov array"
arXiv:2412.00159 · 2024-11-29 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 2 мин
Установка, созданная для космических лучей, четыре зимы всматривалась в небо в поисках редчайших вспышек света длительностью в десять наносекунд.

📄 Показана версия «Просто» — «Подробно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить.

Светлячок вспыхивает на одну десятимиллиардную долю секунды где-то над сибирской тайгой. Увидеть такое невозможно, но установка TAIGA-HiSCORE, разбросанная по долине в Тункинском районе Бурятии, пыталась поймать именно такие вспышки — только не от насекомых, а из глубин космоса.

Обычно эта система из множества светочувствительных детекторов ловит частицы космических лучей, которые врезаются в атмосферу Земли. Но её широкий угол обзора, охватывающий примерно один стерадиан неба, позволяет заметить и очень короткие вспышки видимого света — длительностью всего десять наносекунд. Если за это время на квадратный метр прилетит больше трёх тысяч квантов света, детекторы сработают.

Десять наносекунд — это время, за которое свет проходит всего три метра. Вспышка короче, чем моргание светодиода в пульте от телевизора.

Откуда могли бы взяться такие вспышки? Одна из идей — испарение первичных чёрных дыр: крошечных объектов, которые, по расчётам, могли родиться в первые мгновения после Большого взрыва и теперь заканчивают свою жизнь, выбрасывая последние порции энергии. Другая возможность — магнитное пересоединение в дисках вещества вокруг чёрных дыр, когда силовые линии магнитного поля резко перестраиваются и высвобождают энергию. Есть и совсем экзотический вариант: сигналы от далёких лазеров внеземных цивилизаций.

За четыре зимних сезона — с 2018 по 2022 год — установка не нашла ни одной надёжной вспышки. Это не значит, что их нет вовсе: возможно, они слишком редки или слишком слабы. Зато теперь известен верхний предел: не чаще одного события на тысячу стерадиан в час. Это как если бы вы четыре года всматривались в огромный участок неба и не увидели ни одного «светлячка», но зато точно знаете, что они не мелькают каждую минуту.

Такой результат — важный шаг в очерчивании границ неизвестного. Установка, созданная для одной задачи, показала, что может искать совсем другое. И хотя космические «светлячки» пока молчат, сам факт, что мы научились их подслушивать, делает небо немного ближе.

Черенковские детекторы, которые использовали в этом поиске, изначально создавались для регистрации частиц сверхвысоких энергий. Они чувствительны настолько, что могут заметить вспышку света, сравнимую по яркости с лампочкой от карманного фонарика, если та вспыхнет на расстоянии в сотни километров.

Понятия
транзиентная обсерватория Цвикки переходный процесс техносигнатуры Pantheon+ (каталог сверхновых) Кассиопея A наногравитация обсерватория Веры Рубин гамма-телескоп сверхновая типа Ia историческая астрофотография телескоп «Гайя» черенковское излучение Чандра аттосекундный лазер лхаасо тесс зонд Эйнштейна роман нустар гипер-камиоканде