До сих пор ученые составляли карты Млечного Пути, используя электромагнитное излучение на разных длинах волн. Так, были получены карты в радио-, гамма-лучах и видимом свете. Теперь к ним добавилась первая карта, полученная с помощью высокоэнергетических нейтрино.
Это заявление было сделано коллаборацией IceCube, международной группой из более чем 350 ученых, использующих нейтринную обсерваторию IceCube в Антарктиде для сбора и анализа нейтрино из космоса.
Нейтрино — это самые многочисленные частицы во Вселенной, масса которых настолько мала, что они способны проходить сквозь тела и массы небесных объектов, поскольку очень слабо взаимодействуют с другой материей. Эти частицы не имеют электрического заряда, но иногда могут обладать энергией, в миллионы и миллиарды раз превышающей энергию ядерного синтеза, если они движутся в космосе с очень большой скоростью.
Именно эти высокоэнергетические нейтрино были обнаружены обсерваторией IceCube на Южном полюсе. Объект занимает кубический километр антарктического льда, на котором установлено более 5000 световых сенсоров для поиска признаков высокоэнергетических нейтрино из нашей Галактики и за ее пределами. Методы машинного обучения также использовались для составления карты Млечного Пути с помощью нейтрино.
Составление карты галактики с помощью нейтрино
Исследователи сосредоточились на южном небе. Именно здесь ожидается большая часть нейтринного излучения от галактической плоскости вблизи центра Млечного Пути. Чтобы отфильтровать фон частиц, образующихся в результате взаимодействия земной атмосферы с космическими лучами, высокоэнергетическим излучением от далеких источников, исследователи разработали очень точные методы анализа.
Ключевой вклад внесли методы машинного обучения, разработанные исследователями из Дортмундского университета, которые улучшают идентификацию правильных сигналов. Новые методы позволили провести анализ, который был в три раза более чувствительным, чем предыдущий поиск нейтрино из галактической плоскости.
Для этого ученые использовали набор данных из 60 000 нейтрино, обнаруженных за 10 лет, чтобы создать спектральную карту Млечного Пути, что в 30 раз больше, чем данные, использованные в предыдущем анализе галактической плоскости. Этот новый метод картографирования может позволить астрономам изучать части галактики и Вселенной, заслоненные газом и пылью, которые ранее были недоступны методам картографирования с использованием электромагнитного излучения, то есть света.