Ученые впервые получили изображение Млечного Пути на основе данных о нейтрино

Более 350 астрономов со всего мира впервые получили изображение нашей Галактики, используя данные о нейтрино с рекордными для этих частиц уровнями энергии.

Наша галактика Млечный Путь — это яркое явление, которое можно наблюдать невооруженным глазом как полосу из звезд, простирающуюся от одного горизонта до другого. И теперь нейтринной обсерватории IceCube, расположенной у американской антарктической станции Амундсен-Скотт, удалось получить изображение Галактики, основываясь на данных о высокоэнергетических излучениях, которые она испускает нейтрино.

В ходе исследования фиксировались нейтрино, обладающие энергиями, превышающими энергии нейтрино, возникающих при термоядерных реакциях, которые обеспечивают работу звезд, в миллионы и миллиарды раз. Для осуществления этой работы ученым потребовалось использование 5000 датчиков, расположенных внутри массива антарктического льда, и применение передовых методов обработки информации. Поскольку в Галактике постоянно происходят взаимодействия между космические лучи, ввиду наличия различных газов и космической пыли, неизбежно возникают гамма-лучи и нейтрино. Таким образом, принимая во внимание объем гамма-излучения, зафиксированный астрономами, следовало ожидать, что Млечный Путь будет генерировать значительное количество высокоэнергетических нейтрино.

Сложность заключалась в том, что, в отличие от обычных источников света, таких как звезды, нейтрино, приходящие из других галактик, как правило, обладают значительно большей энергией. Для решения этой задачи ученые разработали сложную систему фильтрации избыточных источников нейтринного излучения, используя, в частности, методы машинного обучения.

Для проведения исследования был использован массив данных, накопленный за десятилетие и содержащий информацию о 60 тысячах нейтрино, прошедших через земную атмосферу и зарегистрированных датчиками обсерватории. На основе анализа траекторий ученым удалось построить трехмерную карту движения нейтрино и сопоставить ее с вероятными источниками этих частиц.

Согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Nature, в отличие от других галактик, наша Галактика испускает высокоэнергетические нейтрино в 10-100 раз меньшее количество. Сейчас астрономы пытаются определить точные источники этих нейтрино внутри Млечного Пути, среди которых могут быть области вокруг черных дыр, активно притягивающих к себе вещество.