Составлена первая карта Млечного Пути без использования электромагнитных волн
Международная группа ученых с помощью обсерватории IceCube в Антарктиде составила первую карту Млечного Пути с использованием нейтрино. Это первый случай, когда изображение космической структуры было получено без использования электромагнитных волн.
С помощью IceCube исследователи ранее уже добивались некоторых успехов. Объединив данные нескольких телескопов, им впервые получилось обнаружить нейтрино и электромагнитные сигналы от нейтронной звезды, точно определив источник космических лучей. Немаловажную роль в этом сыграло моделирование на суперкомпьютерах PSC. В качестве следующего шага команда хотела вывести свой революционный детектор на новый уровень и нанести на карту всю галактику Млечный Путь, создав первую космическую карту, которая не зависела бы от электромагнитных волн. Для этого ученые вновь обратились к PSC и суперкомпьютеру Bridges-2. Команда также использовала большой суперкомпьютер Frontera в Техасском центре передовых вычислений.
Нейтрино имеют совсем незначительную массу и не имеют электрического заряда. Таким образом, в отличие от частиц, составляющих обычную материю, они «слабовзаимодействующие»: ни гравитация, ни электрический заряд, ни магнитные поля не оказывают на них особого влияния. Из-за этого они практически не взаимодействуют с материей.
Несмотря на сложность в обнаружении таких частиц, нейтринный детектор IceCube справился со своей задачей. Исследователи провели много симуляций. Сначала они брали «образец» и отмечали, как реагирует детектор на каждую частицу при определенном взаимодействии. После этого моделировалась реакция и сравнивалась с теоретическими данными. Таким образом, исследователи смогли реконструировать точные траектории движения свыше 60 тысяч нейтрино с помощью данных обсерватории IceCube за 10 лет и построить на основе этой информации трехмерную карту.
«Преимущество Bridges-2 заключается в том, что он имитирует движение света сквозь южнополярный лед, возникающее в результате взаимодействия нейтрино. После этого свободные циклы процессора можно использовать для чего угодно — от анализа данных до генерации частиц», — пояснил Бенедикт Ридель из Висконсинского университета.
В большей степени благодаря Bridges-2 команда смогла определить, как детекторы IceCube реагируют на реальные космические нейтрино. По словам исследователей, несмотря на то, что карта получилась не такая точная, как те, что созданы космическими телескопами с помощью видимого света и инфракрасного излучения, она позволяет сравнить изображения галактики, полученные из разных источников.
