Подземный телескоп в Японии может впервые уловить нейтрино древних сверхновых

При взрыве сверхновой большая часть энергии высвобождается не в виде света, а в виде нейтрино — почти неуловимых частиц, которые почти не взаимодействуют с веществом. Их иногда называют «частицами-призраками»: они способны бесследно проходить сквозь целые планеты и звезды. Миллиарды таких частиц каждую секунду проходят через Землю и даже через нас — и мы этого не замечаем.

Ученые пытаются зарегистрировать общий поток нейтрино от всех сверхновых, которые когда-либо взрывались во Вселенной. Каждая такая вспышка выбрасывает огромное количество этих частиц, и за миллиарды лет они заполнили космос слабым фоном. Некоторые из этих нейтрино отправились в путь более 10 млрд лет назад, задолго до появления Земли.

Сделать это может помочь модернизированный детектор Super-Kamiokande в Японии. Он расположен глубоко под землей и представляет собой огромный резервуар с ультрачистой водой. Когда нейтрино все-таки сталкивается с атомом воды, возникает слабая вспышка света — ее и фиксируют датчики. Недавнее обновление установки повысило чувствительность системы к нейтрино от сверхновых.

Сверхновые — сравнительно редкое событие в нашей галактике: такие взрывы происходят примерно раз в несколько десятилетий. Но во Вселенной в целом массивная звезда взрывается примерно раз в секунду. При этом около 99% энергии такого взрыва уходит именно в нейтрино.

Если ученым удастся зарегистрировать общий поток этих частиц, они смогут изучать взрывы звезд на протяжении всей истории космоса. Такие наблюдения помогут понять, что происходит в центре коллапсирующей звезды и чем заканчивается ее жизнь — образованием нейтронной звезды или черной дыры.

В России тоже планируют создать крупный нейтринный телескоп. Его собираются разместить на Байкале: по последним оценкам, разработка и подготовка проекта комплекса займут около пяти лет.

Фото Kamioka Observatory, ICRR (Institute for Cosmic Ray Research), The University of Tokyo