Астрономы впервые обнаружили возможный «шёпот» всех сверхновых в истории Вселенной

Международная группа учёных, работающая с японским детектором Super-Kamiokande, впервые получила убедительные признаки существования диффузного нейтринного фона сверхновых. Так называют чрезвычайно слабый поток частиц, возникших в результате взрывов массивных звёзд на протяжении почти всей истории Вселенной. Результаты были представлены 25 июня 2026 года на международной конференции Neutrino 2026, проходившей в Калифорнийском университете в Ирвайне. По оценке исследователей, вероятность того, что замеченный сигнал оказался простой случайной флуктуацией, составляет около 0,5%. Однако статистическая значимость результата пока равна 2,6 сигма, поэтому учёные говорят лишь о первом свидетельстве, а не об окончательном открытии.

Что представляет собой нейтринный фон сверхновых

Нейтрино — элементарные частицы без электрического заряда и с чрезвычайно малой массой. Они почти не взаимодействуют с обычным веществом и способны свободно проходить сквозь планеты, звёзды и человеческое тело. Именно поэтому нейтрино иногда называют «частицами-призраками». Основным источником изучаемого сигнала считаются сверхновые с коллапсом ядра. Такие взрывы происходят в конце жизни звёзд, масса которых как минимум примерно в восемь раз превышает солнечную. Когда в ядре заканчивается топливо для термоядерных реакций, оно больше не может противостоять гравитации и стремительно сжимается. В результате образуется сверхплотная нейтронная звезда или чёрная дыра, а внешние слои светила выбрасываются в космос. Во время этого процесса выделяется огромное количество энергии, причём значительная её часть уносится именно нейтрино. Во Вселенной подобные взрывы происходят несколько раз в секунду. Нейтрино от бесчисленного количества сверхновых, вспыхивавших с ранних эпох существования космоса до наших дней, постепенно сформировали почти равномерный фоновый поток. Теоретически он должен постоянно проходить через Землю, но его сигнал настолько слаб, что раньше исследователям удавалось устанавливать только верхние ограничения на его интенсивность.

Как удалось заметить слабый сигнал

Super-Kamiokande расположен на глубине около одного километра под землёй в японской префектуре Гифу. Подземное размещение защищает оборудование от значительной части космического излучения, которое могло бы создавать помехи. Внутри установки находится резервуар с 50 тысячами тонн сверхчистой воды. Его окружают около 13 тысяч чувствительных фотодатчиков. Когда нейтрино изредка взаимодействует с веществом в резервуаре, возникают заряженные частицы, создающие слабую вспышку черенковского света. По её характеристикам исследователи могут определить энергию и вероятное происхождение события. Для нового анализа учёные объединили примерно пять тысяч дней наблюдений. В исследование вошли данные, полученные при работе детектора с обычной сверхчистой водой, а также после добавления в неё гадолиния — редкоземельного элемента, хорошо захватывающего нейтроны. Гадолиний помогает распознавать взаимодействия электронных антинейтрино и отличать их от фоновых событий. Благодаря модернизации установки и длительному периоду наблюдений исследователи обнаружили избыток событий в диапазоне энергии от 13,3 до 81,3 мегаэлектронвольта. Лучше всего данные объясняются присутствием потока диффузных нейтрино от сверхновых, хотя другие варианты пока нельзя полностью исключить.

Что открытие расскажет о Вселенной

Подтверждение существования DSNB даст астрономам новый инструмент для изучения истории космоса. В отличие от наблюдения отдельной сверхновой, фоновый поток содержит информацию о множестве звёздных взрывов, включая события, произошедшие миллиарды лет назад и на огромных расстояниях от Земли. Измерение такого сигнала поможет оценить, как часто массивные звёзды взрывались в разные эпохи, как менялась скорость звездообразования и какую роль сверхновые сыграли в распространении тяжёлых химических элементов. Учёные также рассчитывают получить новые сведения о механизмах появления нейтронных звёзд и чёрных дыр. Следующим этапом станет накопление дополнительных данных. Команда планирует продолжить наблюдения на Super-Kamiokande, а в будущем объединить их с результатами более крупного детектора Hyper-Kamiokande. Повышение чувствительности должно показать, действительно ли зарегистрированные события являются долгожданным нейтринным «шёпотом» всех сверхновых, происходивших на протяжении космической истории.

• Китай впервые успешно вернул ступень орбитальной ракеты во время запуска
• Hayabusa2 передал снимки редкого астероида Торифуне
• Странный сигнал LIGO может указать на связь между черными дырами и темной материей
• У черных дыр могут рождаться миллионы планет
• SpaceX вывела на орбиту еще 24 спутника Starlink
• Учёные хотят отправить на Марс робота-шар с «дронами-одуванчиками» для исследования скрытых тоннелей
• Учёные решили сложную задачу для миссий к астероидам: космические аппараты смогут эффективнее «прыгать» от объекта к объекту
• Спутниковые мегасозвездия могут стать «нерегулируемым геоинженерным экспериментом»