Большое открытие: впервые в Млечном Пути найдены источники нейтрино высоких энергий

Откуда-то из глубин Млечного Пути к Земле прилетают космические лучи, состоящие из заряженных частиц, движущиеся со скоростями, близкими к скорости света. Что за невероятно мощные силы их производят, пока остается загадкой. Просто проследить эти лучи в обратном направлении не получается — они очень восприимчивы к различным магнитным полям и изгибаются ими.

Но есть и другой путь: одним из побочных «продуктов» этих мегапроцессов в космосе являются высокоэнергетические нейтрино. Нейтрино называют «частицы-призраки». Почти не имея массы и заряда, чтобы заявить о своем присутствии, они могут лететь по прямой через Вселенную со скоростью, близкой к скорости света, останавливаясь только тогда, когда им случается встречаться с ядром атома лоб в лоб.

Нейтрино «ловят» в изолированных обсерваториях в разных частях мира. Например, в России под толщей воды Байкала или под горами Кавказа, или подо льдами Антарктиды, где находится нейтринная обсерватория IceCube, построенная США. Последняя как раз и объявила о выдающемся открытии — нейтрино высоких энергий, родившихся в Млечном Пути.

Ученые уже фиксировали нейтрино, появившиеся на свет, непосредственно в атмосфере Земли и даже прилетевшие из других галактик, но из Млечного Пути — никогда до этого. Собственно, проблема была как раз в том, чтобы «отделить» последние от всех остальных. Основная часть нейтрино, которые летают вокруг — атмосферные нейтрино, их называют «мюонными». Мюонные нейтрино оставляют характерные прямые следы, по которым четко можно проследить движение.

Но прошлые попытки отделить эти прямые следы от тех, которые производят нейтрино космического происхождения, не дали статистически значимого результата. Теперь на помощь ученым пришло машинное обучение. В результате применения аналитических возможностей ИИ точность анализа увеличилась в три раза. Он выявил в 30 раз больше событий появления космического нейтрино из Млечного Пути, проследив их траекторию, чем предыдущие исследования. Ученые получили статистическую значимость около 4,5 сигмы. Это слегка не дотягивает до 5 сигм, которые позволяют заявить об открытии со стопроцентной уверенностью, но все же является важным достижением.

Научная статья вышла в Science. В обсерватории представили также эффектное изображение Млечного Пути, показывающее, области, откуда излучается больше всего нейтрино. Теперь в планах ученых — улучшение результата и определение собственно источников излучения.