Ученые объяснили излом в спектре космических нейтрино ?-резонансом
Обсерватория IceCube, изучающая космические нейтрино, недавно зафиксировала излом в их энергетическом спектре вблизи 30 ТэВ. Это открытие побудило исследователей предложить новое объяснение данного явления, основанное на физике элементарных частиц.
В своей работе, опубликованной на arXiv, авторы предполагают, что излом связан с ?-барионным резонансом, возникающим при взаимодействии высокоэнергичных протонов с фотонами. В рамках модели протоны ускоряются и имеют спектр dN/dE ~ E^{-3.1}, а их взаимодействие с рентгеновскими лучами типичной энергией около 0,3 кэВ естественным образом приводит к наблюдаемому излому.
Поток нейтрино, порожденный такими протонами, хорошо согласуется с измерениями IceCube. Это указывает на то, что источником нейтрино могут быть астрофизические объекты, в которых происходит ускорение протонов и сопровождающее их рентгеновское излучение.
Дополнительным важным следствием модели является снижение вклада нейтринных источников в изотропный гамма-фон. Ранее существовало противоречие между ожидаемым и измеренным уровнями гамма-излучения, но новая гипотеза позволяет его разрешить.
По расчетам, гамма-лучи, образующиеся в тех же процессах, каскадируют и дают вклад примерно 10% в изотропный гамма-фон на энергиях около 3 ГэВ. Это хорошо согласуется с наблюдениями спутника Fermi.
Если предложенный сценарий верен, это может означать, что ученые наконец идентифицировали доминирующие источники внегалактических космических лучей. Дальнейшие исследования с помощью нейтринных телескопов и гамма-обсерваторий помогут подтвердить или опровергнуть эти идеи.
