Анализ данных, полученных космическим телескопом Джеймса Уэбба при изучении отдалённых областей космоса, позволил обнаружить большое количество небольших галактик с красноватым оттенком, которые получили название Little Red Dots. Специалисты полагают, что в центре некоторых из этих объектов могут находиться активно формирующиеся сверхмассивные чёрные дыры чёрные дыры, окружённые густыми облаками газа. Данная среда может способствовать возникновению высокоэнергетических нейтрино.

Нейтрино – это элементарные частицы без электрического заряда и с минимальной массой, которые взаимодействуют с материей крайне редко. Несмотря на то, что регистрируются потоки этих частиц из глубин космоса, их конкретные места зарождения пока не установлены. Суть в том, что процессы формирования нейтрино обычно связаны с образованием гамма-излучения; однако текущий уровень гамма-фона не соответствует прогнозам, если бы все источники нейтрино одновременно производили значительное количество этого излучения.

В связи с этим исследователи изучают различные возможности возникновения этих источников, нейтрино Такие объекты могут быть «замаскированы» и незаметны при наблюдениях в диапазоне гамма-волн. Учёные из Киотского университета выдвинули гипотезу о том, что Little Red Dots вполне могли бы являться подобными источниками. В большинстве случаев эти галактики не проявляют выраженных признаков мощных выбросов вещества или струй, которые обычно наблюдаются в активных ядрах галактик и характеризуются интенсивным радио- или рентгеновским излучением. Это даёт основания полагать, что потоки материи могут быть поглощены плотными газовыми облаками.

Как отметил ведущий автор публикации Рику Куза, сложившаяся ситуация предполагает наличие вокруг сверхмассивной чёрной дыры как концентрированного газового облака, так и значительного количества фотонов. Этот симбиоз формирует подходящую обстановку для интенсивных столкновений частиц с высокой энергией. Вследствие этих процессов рождаются нейтрино, в то время как часть гамма-излучения задерживается внутри объекта.

Чтобы убедиться в справедливости выдвинутой гипотезы, учёные проанализировали потенциальное влияние подобных галактик на поток высокоэнергетических нейтрино, регистрируемых на нашей планете. Для этого они опирались на информацию о характерной светимости и пространственном распределении этих объектов, а также провели вычислительные моделирования с учетом ускорения частиц, возникновения вторичных частиц и их последующего замедления. Это дало возможность спрогнозировать спектр нейтрино.

Полученные данные указывают на то, что если в невидимых ядрах « маленьких красных точек» действительно происходят процессы эффективного ускорения частиц, эти объекты могут быть источником высокоэнергетических нейтрино и при этом снижать интенсивность гамма-излучения. В таком случае они способны оказывать существенное воздействие на общий фон нейтрино во Вселенной, который мы можем наблюдать.

Исследователи отмечают, что непосредственное обнаружение подобных объектов представляет собой сложную задачу. Тем не менее, их значительное количество указывает на то, что они могут играть ключевую роль в понимании формирования космических нейтрино. В перспективе планируется более детальное изучение характеристик нейтрино разных видов и выяснение факторов, определяющих сокрытие потоков материи внутри газовых облаков.

Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.