В далёкой галактике Сигара есть необычный маяк. Он не светит в привычном смысле — его лучи рождаются в раскалённом облаке вокруг чёрной дыры, которая поглощает вещество звезды-соседки. Такие объекты называют ультраяркими рентгеновскими источниками. Их блеск в рентгене настолько силён, что затмевает целые галактики.

Это облако — корона — похоже на кипящий котёл. В нём частицы плазмы мечутся с огромными скоростями, сталкиваются и разгоняются. Но для рождения нейтрино (частиц-призраков, которые проходят сквозь планеты насквозь) нужно особое условие: плазма должна быть разреженной, как пустыня, где песчинки почти не встречаются. Иначе протоны будут тратить энергию на частые столкновения и не смогут разогнаться до нужных скоростей.

Авторы новой работы выяснили: такой режим включается, только если чёрная дыра поглощает не больше пяти «порций» вещества в единицу времени (порция — масса, которую дыра способна проглотить при определённом пределе). Тогда протоны разгоняются до энергий в десятки ТэВ — как будто каждый получает удар молнии. Сталкиваясь с квантами света или другими частицами, они рождают нейтрино. Причём чем плотнее становится корона, тем больше вклад прямых столкновений протонов друг с другом, и спектр нейтрино расширяется.

Расчёты показали любопытную связь: яркость нейтринного излучения растёт быстрее рентгеновской — примерно как квадрат с половиной. Это значит, что самые яркие в рентгене источники могут быть ещё заметнее в нейтринном свете. Будущие обсерватории, возможно, поймают этот сигнал и откроют новый класс космических ускорителей. Так маяк, который мы видели только в рентгене, заговорит на языке частиц-призраков.