Чёрные дыры как ускорители призрачных частиц экспресс
Новое исследование подтвердило: ударные волны в плазме вокруг сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик работают как океанские валы, толкающие протоны до почти световых скоростей. Даже слабая волна отдаёт им десятую часть энергии — словно лёгкий прибой запускает серфера в космос. Отражаясь от магнитных полей, протоны набирают энергию, в миллион раз больше, чем в Большом адронном коллайдере, и порождают нейтрино — частицы, проходящие сквозь планеты как сквозь пустоту.
Но почему видны нейтрино от галактики NGC 1068, а гамма-лучей нет? Рождённое в волне гамма-излучение тонет в плазменных глубинах, как свет в мутной воде. Корона чёрной дыры не пропускает свет, но для нейтрино это лишь лёгкая рябь. Ускоритель избирателен: электронам почти не достаётся энергии, а протоны вырываются главными гонщиками.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2601.01999v2
Recent observations by the IceCube Neutrino Observatory have revealed a significant excess of high-energy neutrinos from nearby Seyfert galaxies, such as NGC~1068, without a corresponding flux of high-energy gamma-rays. This suggests that neutrinos are produced via hadronic interactions in a region opaque to gamma-rays, likely a hot corona surrounding the central supermassive black hole. However, the mechanism responsible for accelerating the parent protons to the required energies ($$\sim 100$$ TeV) remains an open question. In this study, we investigate diffusive shock acceleration (DSA) in active galactic nucleus (AGN) coronae using a suite of one-dimensional Particle-in-cell (PIC) simulations spanning a broad range of plasma parameters. We find that DSA is a robust and efficient mechanism for proton acceleration, consistently channeling approximately 10\% of the shock's kinetic energy into non-thermal ions, even for shocks with sonic Mach number as low as $$ M_s \approx 2$$. In contrast, the efficiency of electron acceleration is highly variable and less efficient ($$<1\%$$) in our parameter survey. These findings provide strong, first-principles support for the hadronic models of neutrino production in AGN and offer quantitative constraints that can explain the observed gamma-ray deficit.
Ударные волны в космосе могут разгонять частицы до энергий, в миллион раз превышающих возможности Большого адронного коллайдера — самого мощного ускорителя на Земле.
В романе Станислава Лема «Глас Господа» нейтрино служат идеальным средством для межзвёздной связи из-за способности проходить сквозь что угодно.