Призрачные частицы раскрыли тайну галактических пузырей ✛ ✎ ✦

Оригинал: "Fermi bubbles detected in $$\sim$$100 TeV neutrinos"
· Uri Keshet, Ilya Gurwich
arXiv:2606.22387 · 2026-06-21 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Телескоп IceCube во льдах Антарктиды впервые поймал нейтрино от границ пузырей Ферми — прямое доказательство, что там протоны разгоняются до чудовищных энергий.

В центре Галактики сверхмассивная чёрная дыра когда-то выбросила два гигантских пузыря раскалённой плазмы — газа, где атомы лишились электронов. Они до сих пор висят над и под диском Млечного Пути, а на их границах ударные волны сталкиваются с межзвёздной средой (разреженным веществом между звёзд) и разгоняют протоны почти до скорости света. Астрофизики предполагали, что именно здесь штампуются космические лучи — высокоэнергичные частицы, бомбардирующие Землю. Прямых доказательств не было, пока нейтринный телескоп IceCube, вмороженный в антарктический лёд на глубине 2,5 км, не поймал нейтрино — частицы-призраки, рождающиеся при столкновениях протонов с газом. За 12 лет наблюдений он зафиксировал их избыток со стороны пузырей.

Энергия одного такого протона сопоставима с ударом теннисного мяча, хотя сама частица в миллиарды раз меньше атома.

Это открытие превратило догадки в факт: пузыри Ферми — природные ускорители. Данные радиоастрономии (наблюдений в радиодиапазоне) и спектроскопии (анализа света по длинам волн) давно намекали на это, но лишь неуловимые нейтрино стали решающей уликой. Теперь понятнее, как активные ядра галактик рождают мощные струи вещества. А телескоп eROSITA, в создании которого участвовал Рашид Сюняев, недавно нашёл ещё более крупные пузыри — возможно, от древнего выдоха Галактики.

Пузыри Ферми открыты в 2010 году гамма-телескопом Fermi. До сих пор не утихают споры: их породила сверхмассивная чёрная дыра или бурное рождение звёзд в центре Галактики?

L(\epsilon_1, \epsilon_2) \simeq \frac{4\pi \epsilon_1 N d^2}{A t \ln(\epsilon_2/\epsilon_1)}
По числу зарегистрированных нейтрино N, расстоянию до источника d и чувствительности телескопа (A, t) можно оценить полную энергию, уносимую нейтрино в заданном диапазоне.
\eta \equiv \frac{U_e}{U_i} \simeq 7\times 10^{-4} B_0^{-3/2} \rho_{-3}
Сопоставляя радиоизлучение (за которое отвечают электроны) и нейтринный сигнал (от ионов), можно извлечь ключевое соотношение между ними, зависящее от магнитного поля и плотности газа в пузырях.
Учёные
Enrico FermiMarie CurieChien-Shiung Wu
Понятия
IceCube ускорение ферми нейтринный источник чёрной дыры телескоп «Ферми» сверхбыстрый отток м87 нейтринная эмиссия нейтронной звезды фермилаб галактический отток галактическая выпуклость источник космических лучей сверхвысоких энергий сверхновая 1987A вспышка звездообразования столкновение пузырей гелиевая вспышка быстрый радиовсплеск большой взрыв красные точки активных галактических ядер поверхность Ферми релятивистские джеты