Раскрыта тайна радиосигналов, исходящих из глубин Антарктиды

Команда физиков во главе с американцем Яном Шумейкером предложила новое объяснение аномалиям, зафиксированным в Антарктиде. По их мнению, загадочные радиосигналы, исходящие из-подо льда, являются отражением космических лучей.

Краткий отчет об исследовании приведен на сайте Политехнического университета Виргинии, а полностью работа опубликована в журнале Annals of Glaciology. Шумейкер и его коллеги проанализировали два странных события, которые были зафиксированы в 2016 и 2018 годах. Ученые провели тогда на Южном полюсе эксперименты при помощи импульсной антенны ANITA.

Они пытались зафиксировать лучи сверхвысоких энергий и нейтрино, поступающие из космоса. Для этого был использован массив радиоантенн, которые были подняты на воздушном шаре на высоту почти 40 км. Сигналы были пойманы, только вот в двух случаях поступали они не из космоса, а из глубин Земли, причем делали это "как бы по собственному желанию". Аномалии удивили исследователей.

Нейтрино - это чрезвычайно мелкие частицы, созданные в результате различных космических событий, например, при взрывах звезд и гамма-всплесках. Они существуют повсюду во Вселенной. Их размеры настолько малы, что они способны проходить сквозь любой объект, в том числе через здания и даже через людей.

Это свойство легло в основу предыдущих объяснений. Например, некоторые предположили, что загадочные импульсы - это нейтрино, которые вошли в Землю с одной ее стороны, прошли через все ядро и вышли с другой стороны, не изменившись. Другие считали, что это "стерильное нейтрино", существование которого предсказано лишь теоретически, а третьи винили во всем таинственную темную материю.

Шумейкер и его команда дали более простое объяснение, которое может оказаться наиболее достоверным. По их мнению, аномалии вызваны не "подземными" нейтрино, а отражением космических лучей сверхвысоких энергий. Последние поступают на нашу планету, проходят сквозь лед верхнего слоя, а затем достигают слоя, известного как фирн.

По сути, это слежавшийся многолетний снег, своего рода промежуточная стадия между снегом и льдом. Как правило, фирн представляет собой зернистую и частично перекристаллизованную породу, состоящую из связанных между собой ледяных зерен.

"Мы думаем, что виноват подледный фирн, - говорит Ян Шумейкер. - Это уплотненный снег, который является недостаточно плотным, чтобы быть льдом. Таким образом, мы наблюдаем инверсии плотности в различных слоях, то есть там происходит переход от высокой к низкой плотности".

По мнению исследователей, в условиях переменчивой плотности в глубоко лежащих слоях Антарктиды и может происходить отражение космических лучей. Они "меняют" курс и отправляются обратно ввысь, что и было зафиксировано антеннами.

Когда космические лучи проходят через лед при очень высоких энергиях, они рассеиваются внутри льда, на протонах и электронах, что может породить четкий радиосигнал. По своей структуре он напоминает нейтрино.

Кстати, была и другая гипотеза. Шумейкер и его коллеги рассматривали вероятность того, что лучи могут отражаться подледными озерами, тоже находящимися на большой глубине. Однако эту версию они сами же и отмели, поскольку подледные озера слишком далеко разбросаны друг от друга, а фирн присутствует практически повсюду.