Аномальные сигналы изо льда: научная загадка ANITA ждёт разгадки от новой миссии PUEO

Почти десятилетие назад высоко над ледяными просторами Антарктиды научный инструмент ANITA зафиксировал нечто невозможное. Сегодня, эта научная загадка, бросившая вызов стандартным физическим моделям, находится на пороге потенциального решения. Благодаря новым независимым исследованиям и развертыванию передового эксперимента PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations), научное сообщество как никогда близко к пониманию природы таинственных сигналов.

Суть аномалии: сигналы, которых не должно быть

В период с 2016 по 2018 год антарктический эксперимент ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna), представляющий собой радиоантенны на высотном аэростате, обнаружил серию радиоимпульсов, пришедших под углом около 30 градусов ниже горизонта.

Такая траектория означала, что источник сигналов находился глубоко под поверхностью льда, и радиоволны должны были пройти через тысячи километров плотной земной породы, что неминуемо привело бы к их полному поглощению.

Изначально прибор был предназначен для регистрации ультравысокоэнергетических нейтрино из космоса, которые, взаимодействуя со льдом, порождают вспышки радиоизлучения (эффект Аскарьяна). Однако аномальные сигналы не соответствовали ожидаемым характеристикам нейтрино.

За прошедшие годы были проведены масштабные работы по независимой проверке данных ANITA, которые добавили новые важные детали в эту историю. Отсутствие подтверждения от обсерватории Пьера Оже: Международная коллаборация Pierre Auger Observatory в Аргентине, проанализировав 15 лет данных, не обнаружила следов аналогичных аномальных событий. Учитывая огромную площадь детектирования Auger, это ставит под серьёзное сомнение возможность того, что ANITA зафиксировала поток новых частиц, проходящих сквозь Землю. Ведущий исследователь ANITA Стефани Виссел из Университета штата Пенсильвания отмечает: «Наше новое исследование указывает, что подобные события не наблюдались в экспериментах с длительной экспозицией… Это не указывает на новую физику, а скорее добавляет информации к общей картине». Это смещает фокус с экзотических объяснений в сторону поиска более «приземлённых» причин.

Основные рассматриваемые гипотезы:

· Неизвестные эффекты распространения радиоволн: Наиболее вероятное, по мнению многих учёных, объяснение — сложные эффекты отражения и преломления радиоволн в неоднородной структуре антарктического льда и приполярной атмосферы, которые могут искажать траекторию сигнала.

· Гипотезы за пределами Стандартной модели: Рассматривались, но считаются маловероятными из-за отсутствия подтверждений. К ним относятся новые типы частиц (например, связанные с тёмной материей) или стерильные нейтрино.

Надежды на окончательное прояснение ситуации сегодня связаны с преемником ANITA — экспериментом PUEO, первый запуск которого в качестве миссии NASA Astrophysics Pioneers состоялся в декабре 2025 года с базы Мак-Мердо в Антарктиде.

Ключевые усовершенствования PUEO по сравнению с ANITA:

· Чувствительность: В 10 раз выше, что позволит провести самый чувствительный в истории поиск космических нейтрино сверхвысоких энергий.

· Интерферометрический триггер на фазированной решётке: Новая система позволит точнее отделять слабые полезные сигналы от фонового шума.

· Улучшенные антенны и навигация: Удвоенная эффективная площадь антенн и новая инерциальная навигационная система значительно повысят точность определения направления прихода сигнала.

PUEO либо зафиксирует множество подобных аномальных событий, что позволит детально их изучить и определить природу, либо подтвердит их полное отсутствие, закрыв вопрос о систематической ошибке или уникальном артефакте ANITA.

Разгадка тайны аномалий ANITA важна не сама по себе. Она является критически важным шагом для всей области астрофизики высоких энергий.

«Сейчас это одна из тех затянувшихся загадок, — говорит Стефани Виссел. — Я в предвкушении, ведь когда PUEO начнёт полёт, у нас будет лучшая чувствительность. В принципе, мы сможем лучше понять эти аномалии, что станет большим шагом к пониманию фоновых шумов и, в конечном счёте, к детектированию нейтрино в будущем». Ожидается, что первые результаты миссии PUEO могут быть обнародованы уже в течение 2026 года.