В центрах многих галактик скрываются исполинские чёрные дыры. Их окружает плотное облако раскалённой плазмы, которое испускает мощное рентгеновское свечение. В тесной области, на расстоянии всего нескольких гравитационных радиусов (так называют радиусы Шварцшильда — границу, за которой исчезает даже свет), протоны разгоняются до чудовищных энергий. Это и есть вход в природную фабрику.
Когда разогнанный протон сталкивается с рентгеновским фотоном, запускается реакция: $p + \gamma \rightarrow \Delta \rightarrow n + \pi^+$. Вот как это выглядит: короткоживущая частица-дельта распадается на нейтрон и пион, а пион — на нейтрино и мюон. Нейтрино вылетают наружу, унося энергию в десятки тераэлектронвольт (это в триллионы раз больше, чем у частиц видимого света). Гамма-лучи же поглощаются плотной плазмой, и со стороны кажется, будто источник нем. Нейтрино становятся единственным голосом фабрики.
Данные нейтринного телескопа IceCube, построенного глубоко во льдах Антарктиды, показали чёткую картину. Поток пойманных нейтрино оказался прямо пропорционален яркости рентгеновского излучения от компактной области размером не более десяти радиусов Шварцшильда. Это позволяет уверенно утверждать: главные источники таких частиц — активные ядра галактик, где чёрные дыры перемалывают энергию падающего вещества в направленные пучки. Скорее всего, именно эти скрытые фабрики создают тот самый диффузный фон нейтрино и внегалактических космических лучей, который десятилетиями оставался загадкой. Конвейер работает без остановки.
Нейтрино настолько неуловимы, что для гарантированной остановки лишь одного из них потребовалась бы свинцовая плита толщиной в световой год.