Tatt bilde av «Saurons øye» som skinner rett mot jorden

Det flere tiår lange nøytrino-mysteriet

Det observerte objektet er PKS 1424+240, en blazar identifisert som den lyseste nøytrinokilden som noen gang er kjent. Den ble tidligere oppdaget av IceCube Neutrino Observatory, som sendte ut ekstremt høyenergiske nøytrinoer, og den glødet også sterkt med gammastråler registrert av det bakkebaserte Cherenkov-teleskopet.

Paradokset ligger imidlertid i det faktum at radiostrålen til PKS 1424+240 beveger seg for sakte, noe som motsier den langvarige hypotesen om at bare høyhastighetsstråler kan produsere så sterk stråling.

Nhìn vào bên trong nón tia plasma của blazar PKS 1424+240 bằng kính viễn vọng vô tuyến của Mảng Đường cơ sở Rất dài (VLBA). Nguồn: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/YY Kovalev và cộng sự.

Et blikk inn i plasmakjeglen til blazar PKS 1424+240 med radioteleskopet Very Long Baseline Array (VLBA). Foto: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/YY Kovalev et al.

Etter 15 år med kontinuerlige observasjoner ved hjelp av Very Long Baseline Array (VLBA), har forskere rekonstruert det mest detaljerte bildet hittil av blazarens jetstråle. Resultatene avslører en nesten perfekt toroidal magnetfeltstruktur som fungerer som en spiralfjær, og presser partikler til maksimal energi – noe som forklarer både de høyenergiske nøytrinoene og gammastrålene som bryter ut fra denne kilden.

«Da vi rekonstruerte bildet, var det helt fantastisk. Vi hadde aldri sett noe lignende – en nesten perfekt magnetisk torus med en jetstråle som pekte rett mot oss», sa forsker Yuri Kovalev, hovedforfatter av artikkelen og MuSES-prosjektleder ved Max Planck-instituttet for radioastronomi (MPIfR).

Som teamet forklarer, fordi strålen peker nesten rett mot jorden, forsterkes lyset kraftig av relativistiske effekter. «Denne justeringen øker lysstyrken med en faktor på 30 eller mer. Samtidig ser det ut til at strålen beveger seg sakte – en klassisk optisk illusjon», sa medforfatter Jack Livingston (MPIfR).

“Mắt Sauron” — một hình ảnh ấn tượng về luồng plasma trong blazar PKS 1424+240, nhìn trực diện. Luồng plasma này được bao quanh bởi một từ trường hình xuyến gần như hoàn hảo (hình ảnh màu cam). Nhờ thuyết tương đối hẹp, các tia gamma và neutrino năng lượng cao được chiếu mạnh về phía Trái Đất, mặc dù luồng plasma này trông có vẻ di chuyển chậm từ góc nhìn của chúng ta. Nguồn: YY Kovalev và cộng sự.

«Saurons øye» – et slående bilde av plasmaet i blazar PKS 1424+240, sett rett forfra. Plasmaet er omgitt av et nesten perfekt toroidalt magnetfelt (oransje bilde). Takket være spesiell relativitetsteori er høyenergiske gammastråler og nøytrinoer sterkt rettet mot jorden, selv om plasmaet ser ut til å bevege seg sakte fra vårt perspektiv. Kilde: YY Kovalev et al.

Dette gir en ekstremt sjelden mulighet: forskere kan «se rett inn i hjertet av blazaren» og direkte observere magnetfeltstrukturen i kjernen der plasmastrømmene dannes og akselereres.

Svaret på et kosmisk mysterium

De polariserte radiosignalene hjalp teamet med å kartlegge magnetfeltet, og avslørte spiralstrukturen som spiller en nøkkelrolle i å starte og opprettholde plasmaet. Dette tillot forskere å bekrefte for første gang at galaktiske kjerner som arbeider med supermassive sorte hull akselererer ikke bare elektroner, men også protoner – kilden til de tidligere kontroversielle høyenergi-nøytrinoene.

«Å løse denne gåten bekrefter at aktive galaksekjerner er de kraftigste kosmiske akseleratorene, i stand til å produsere både elektroner og protoner med energier langt utenfor evnen til menneskeskapte akseleratorer på jorden», understreket Kovalev.

Oppdagelsen markerer også en stor seier for MOJAVE-programmet, et flere tiår langt arbeid med å spore jetstråler fra sorte hull ved hjelp av VLBA-er. Ved å bruke en teknikk kalt Very Long Baseline Interferometry (VLBI) – som kobler radioteleskoper over hele verden for å lage et «virtuelt teleskop» på størrelse med jorden – oppnådde teamet enestående astronomisk oppløsning.

«Da prosjektet startet, hørtes det ut som science fiction å demonstrere en direkte forbindelse mellom jetstråler fra fjerne sorte hull og kosmiske nøytrinoer. Nå, takket være disse observasjonene, er det en realitet», sa professor Anton Zensus, direktør for MPIfR og medgründer av MOJAVE.

Denne oppdagelsen styrker forbindelsen mellom spiralformede magnetfelt, relativistiske jetstråler, høyenergiske nøytrinoer og gammastråler, og markerer en milepæl innen multi-messenger-astronomi – der ulike typer kosmiske signaler (lys, nøytrinoer, gravitasjonsbølger) kombineres for å dekode de mest ekstreme fenomenene i universet.

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