Загадка подо льдом: что за радиосигналы зафиксировал аэростат NASA в Антарктиде
В недрах Антарктиды, под толщей векового льда, таится одна из самых интригующих загадок современной физики. Несколько лет назад, в период между 2016 и 2018 годами, научный аэростат NASA — часть проекта ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) — зафиксировал серию аномальных радиосигналов, источники которых, по всем расчётам, исходили… из-подо льда.
Эти данные не вписываются в привычные модели физики элементарных частиц. И, несмотря на годы исследований, объяснение явлению по-прежнему не найдено. Однако новое исследование международной команды учёных, включая специалистов из Университета штата Пенсильвания, вновь вернуло внимание к этим «голосам из бездны».
ANITA: антенна, слушающая лёд
ANITA — это уникальный научный инструмент: группа антенн, поднятых аэростатом на высоту более 35 километров над антарктическим континентом. С такой высоты приборы улавливают самые слабые радиосигналы, возникающие при взаимодействии высокоэнергичных частиц — космических лучей и нейтрино — с атмосферой и льдом.
Сама миссия задумывалась как эксперимент по регистрации космических нейтрино — призрачных частиц, которые почти не взаимодействуют с материей и проходят сквозь Землю, как сквозь пустоту. Но в полученных данных обнаружились сигналы, которые шли не сверху вниз, а снизу вверх.
Именно этот факт поставил физиков в тупик: если радиоволна поднимается из-под горизонта, значит, её источник — под поверхностью. Но откуда в безжизненном ледяном материке могли исходить такие мощные импульсы?
Когда физика разводит руками
Доцент физики и астрофизики Стефани Уиссел, участвовавшая в проекте ANITA, поясняет:
«Мы зафиксировали радиоволны, идущие под углом около 30° ниже поверхности льда. Если бы их источник находился внутри Земли, сигнал должен был пройти через тысячи километров горных пород — и полностью поглотиться. Однако мы всё же его видим».
Именно это делает феномен столь загадочным. Первые теории указывали на возможное существование новых частиц, не описанных Стандартной моделью физики, или даже на следы тёмной материи. Но последующие проверки не подтвердили эти гипотезы.
Данные обсерватории Пьера Оже в Аргентине, где учёные на протяжении 15 лет наблюдали за космическими лучами, не выявили ничего подобного. Ни один другой детектор — ни знаменитый IceCube в Антарктиде, ни другие нейтринные установки — не зарегистрировали аналогичных событий.
Призрачные посланники Вселенной
Чтобы понять, почему нейтрино занимают умы физиков, стоит вспомнить, что это самые «скрытные» частицы во Вселенной. Они не имеют электрического заряда и почти не имеют массы, но рождаются в невероятно энергичных процессах — от вспышек сверхновых до ранних стадий Большого взрыва.
Через каждый квадратный сантиметр вашего тела ежесекундно проходят миллиарды нейтрино. И лишь ничтожная их доля когда-либо взаимодействует с материей. Поэтому, если прибор всё же зафиксировал нейтрино, это значит, что частица пролетела невообразимые расстояния — возможно, миллиарды световых лет.
ANITA и другие детекторы вроде IceCube «слушают» радиошумы, возникающие, когда редкое нейтрино всё-таки сталкивается с атомом льда, рождая каскад вторичных частиц — воздушный ливень. Его можно проследить и вычислить направление, откуда прибыла частица.
Но сигналы, зафиксированные ANITA, не подчинялись этой логике: их углы слишком острые, траектории — непредсказуемые. Они не соответствуют ни нейтрино, ни каким-либо другим известным процессам.
Гипотезы и тупики
На протяжении нескольких лет физики строили предположения. Одни говорили о возможности отражений радиоволн от ледяных слоёв или неоднородностей в структуре льда. Другие предполагали, что это могут быть таинственные тау-нейтрино, проходящие через всю Землю и выходящие на поверхность в Антарктиде.
Однако тщательные проверки показали: даже для нейтрино такие параметры невозможны. При столь крутых углах падения частицы должны были бы поглотиться земной массой задолго до выхода к поверхности.
«Мы, возможно, имеем дело с эффектом, который просто ещё не описан современной физикой, — осторожно отмечает Уиссел. — Возможно, радиоволны ведут себя иначе при взаимодействии с границей льда и атмосферы, чем мы предполагали».
В ожидании нового слушателя — проекта PUEO
Чтобы ответить на все эти вопросы, команда NASA и Университета штата Пенсильвания уже готовит новую миссию — PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations). Это усовершенствованный потомок ANITA, оснащённый более чувствительными антеннами и улучшенной системой фильтрации шумов.
Запуск PUEO запланирован в ближайшие годы. Учёные надеются, что новые технологии позволят отделить реальные космические сигналы от возможных земных и, наконец, определить природу тех загадочных радиовсплесков.
Тишина, полная загадок
Антарктида — идеальное место для подобных экспериментов. Здесь нет радиопомех, человеческой активности и электромагнитного «шума», которым заполнена большая часть планеты. Именно поэтому лёд Южного полюса стал одним из главных «ушей» науки — местом, где человечество прислушивается к самым далеким уголкам Вселенной.
И, возможно, в этих ледяных радиошепотах скрыта подсказка к новой физике — ключ к пониманию материи, тёмной энергии и даже самого устройства пространства-времени.
До тех пор загадка ANITA остаётся открытой — тихим эхом подо льдом, которое зовёт нас дальше, к новым открытиям.
Ранее журналисты сайта «Пронедра» писали, что учёные раскрывают тайны древней Антарктиды
