Сделан снимок «Ока Саурона», светящего прямо на Землю.

Десятилетняя загадка нейтрино

Наблюдаемый объект — PKS 1424+240, блазар, идентифицированный как самый яркий из когда-либо известных источников нейтрино. Ранее он был обнаружен нейтринной обсерваторией IceCube по испусканию нейтрино чрезвычайно высокой энергии, а также ярко светился гамма-излучением, зарегистрированным наземным черенковским телескопом.

Однако парадокс заключается в том, что радиоструйный выброс PKS 1424+240 движется слишком медленно, что противоречит давней гипотезе о том, что только высокоскоростные струйные выбросы могут создавать столь сильное излучение.

Исследование плазменного конуса блазара PKS 1424+240 с помощью радиотелескопа с очень длинной базой (VLBA). Источник: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/YY Kovalev et al.

После 15 лет непрерывных наблюдений с помощью сверхдлинной базовой антенной решетки (VLBA) учёные реконструировали самое детальное на сегодняшний день изображение джета блазара. Результаты показывают почти идеальную тороидальную структуру магнитного поля, которая действует подобно сжатой пружине, выталкивая частицы до их максимальных энергий, что объясняет как высокоэнергетические нейтрино, так и гамма-излучение, вырывающиеся из этого источника.

«Когда мы реконструировали изображение, оно было совершенно ошеломляющим. Мы никогда не видели ничего подобного — почти идеальный магнитный тор с джетом, направленным прямо на нас», — сказал исследователь Юрий Ковалёв, ведущий автор статьи и руководитель проекта MuSES в Институте радиоастрономии Общества Макса Планка (MPIfR).

Как объясняет команда, поскольку джет направлен почти прямо на Землю, его свет значительно усиливается релятивистскими эффектами. «Такое выравнивание увеличивает яркость в 30 и более раз. В то же время создаётся впечатление, что джет движется медленно — классическая оптическая иллюзия», — отметил соавтор Джек Ливингстон (MPIfR).

«Око Саурона» — впечатляющее изображение плазмы в блазаре PKS 1424+240, вид спереди. Плазма окружена почти идеальным тороидальным магнитным полем (оранжевое изображение). Согласно специальной теории относительности, высокоэнергетические гамма-лучи и нейтрино направлены строго к Земле, хотя с нашей точки зрения плазма кажется медленно движущейся. Автор: Ю.Ю. Ковалёв и др.

Это дает чрезвычайно редкую возможность: ученые могут «заглянуть прямо в сердце блазара», непосредственно наблюдая структуру магнитного поля в ядре, где формируются и ускоряются потоки плазмы.

Ответ на космическую тайну

Поляризованные радиосигналы помогли команде составить карту магнитного поля, выявив спиральную структуру, играющую ключевую роль в зарождении и поддержании плазмы. Это позволило учёным впервые подтвердить, что ядра галактик, взаимодействующие со сверхмассивными чёрными дырами, ускоряют не только электроны, но и протоны – источник ранее вызывавших споры нейтрино высокой энергии.

«Решение этой головоломки подтверждает, что активные ядра галактик являются самыми мощными космическими ускорителями, способными производить как электроны, так и протоны с энергиями, намного превосходящими возможности искусственных ускорителей на Земле», — подчеркнул Ковалев.

Это открытие также знаменует собой крупную победу программы MOJAVE — многолетней работы по отслеживанию джетов, выбрасываемых чёрными дырами, с помощью VLBA. Используя метод интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI), объединяющий радиотелескопы по всему миру для создания «виртуального телескопа» размером с Землю, команда достигла беспрецедентного астрономического разрешения.

«Когда проект только начинался, демонстрация прямой связи между джетами от далёких чёрных дыр и космическими нейтрино казалась научной фантастикой. Теперь, благодаря этим наблюдениям, это стало реальностью», — сказал профессор Антон Зенсус, директор MPIfR и соучредитель MOJAVE.

Это открытие усиливает связь между спиральными магнитными полями, релятивистскими струями, высокоэнергетическими нейтрино и гамма-лучами и знаменует собой важную веху в многоканальной астрономии, где различные типы космических сигналов (свет, нейтрино, гравитационные волны) объединяются для расшифровки самых экстремальных явлений во Вселенной.

Источник: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/chup-duoc-hinh-anh-con-mat-cua-sauron-chieu-thang-ve-trai-dat/20250821040221998