Недавно в глубинах космоса астрономам удалось сфотографировать странный объект, напоминающий “Око Саурона” из легендарной трилогии Толкина. Открытие помогло ученым разгадать одну из самых сложных загадок астрофизики, связанную с источниками высокоэнергетических гамма-лучей и космических нейтрино. Ключом к разгадке стал блазар PKS 1424+240 — активное ядро далекой галактики, находящейся в миллиардах световых лет от Земли.
Что это такое
Блазары — это активные галактические ядра, в центре которых скрываются сверхмассивные черные дыры, поглощающие окружающую материю. Среди других космических гигантов эти объекты выделяются невероятной активностью и мощными радиоструями (джетами), которые выбрасываются в космос со скоростью, близкой к скорости света. Именно эти джеты и являются источниками высокоэнергетических гамма-лучей и нейтрино, которые фиксируют на Земле.
PKS 1424+240 считается одним из самых ярких и загадочных блазаров. Астрономы долгое время пытались понять, почему этот объект “выстреливает” столь мощные потоки нейтрино и гамма-лучей, хотя его радиоструи движутся медленнее, чем ожидалось. Прорыв в исследовании стал возможен благодаря 15-летним радионаблюдениям и передовым технологиям, позволившим заглянуть в недра этого космического объекта.
Уникальное открытие
Команда ученых под руководством Юрия Ковалева из Института радиоастрономии Макса Планка (Германия) впервые смогла создать детализированное изображение струи блазара с поразительным разрешением. Для этого использовалась техника, объединяющая радиотелескопы по всему миру в единый виртуальный телескоп размером с Землю. Это позволило заглянуть в самую сердцевину струи и изучить ее структуру.
“Мы были поражены, когда реконструировали изображение. Мы никогда не видели ничего подобного — почти идеальное тороидальное магнитное поле, окружавшее струю, направленную прямо на нас”, — отметил Ковалев. Такое направление джета оказалось крайне удачным, так как позволило ученым получить беспрецедентные по информативности и точности данные о его магнитной структуре. Поляризованные радиосигналы, зафиксированные телескопами, помогли исследователям построить модель магнитного поля струи. Эта структура, по мнению ученых, играет ключевую роль в ускорении частиц до экстремальных энергий, что объясняет мощные выбросы гамма-лучей и нейтрино.
Нейтрино высоких энергий
Результаты исследования подтверждают, что активные галактические ядра с черными дырами являются мощными ускорителями не только электронов, но и протонов. Это означает, что именно такие объекты могут быть источниками наблюдаемых на Земле нейтрино высокой энергии. До этого момента связь между блазарами и космическими нейтрино оставалась гипотезой, но теперь она получила научное подтверждение.
«Когда мы начинали программу, идея напрямую связать струи далеких черных дыр с космическими нейтрино казалась научной фантастикой. Сегодня наши наблюдения превращают это в реальность», — заявил Антон Цензус, один из сооснователей программы.
