Złapane zdjęcie „Oka Saurona” świecącego prosto na Ziemię

Zagadka neutrin trwająca dekady

Obserwowany obiekt to PKS 1424+240, blazar zidentyfikowany jako najjaśniejsze znane źródło neutrin. Został on wcześniej wykryty przez Obserwatorium Neutrino IceCube, emitując neutrina o ekstremalnie wysokiej energii, a także jasno świecił w promieniach gamma, zarejestrowanych przez naziemny Teleskop Czerenkowa.

Paradoks polega jednak na tym, że strumień radiowy PKS 1424+240 porusza się zbyt wolno, co przeczy długoletniej hipotezie, że jedynie dżety o dużej prędkości mogą wytwarzać tak silne promieniowanie.

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.

Spojrzenie do wnętrza stożka plazmowego blazara PKS 1424+240 przez radioteleskop Very Long Baseline Array (VLBA). Źródło: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/YY Kovalev i in.

Po 15 latach nieprzerwanych obserwacji za pomocą Very Long Baseline Array (VLBA), naukowcy zrekonstruowali jak dotąd najdokładniejszy obraz dżetu blazara. Wyniki ujawniają niemal idealną toroidalną strukturę pola magnetycznego, która działa jak sprężyna, wypychając cząstki do maksymalnych energii – wyjaśniając zarówno wysokoenergetyczne neutrina, jak i promieniowanie gamma emitowane z tego źródła.

„Kiedy zrekonstruowaliśmy obraz, był absolutnie oszałamiający. Nigdy wcześniej nie widzieliśmy czegoś podobnego – niemal idealnego torusa magnetycznego z dżetem skierowanym prosto na nas” – powiedział badacz Jurij Kowaliow, główny autor artykułu i kierownik projektu MuSES w Instytucie Radioastronomii Maxa Plancka (MPIfR).

Jak wyjaśnia zespół, ponieważ dżet jest skierowany niemal bezpośrednio w stronę Ziemi, jego światło jest znacznie wzmacniane przez efekty relatywistyczne. „To ustawienie zwiększa jasność o współczynnik 30 lub więcej. Jednocześnie dżet wydaje się poruszać powoli – to klasyczne złudzenie optyczne” – powiedział współautor 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.

„Oko Saurona” – uderzający obraz plazmy w blazarze PKS 1424+240, widziany z przodu. Plazma jest otoczona niemal idealnym toroidalnym polem magnetycznym (pomarańczowy obraz). Dzięki szczególnej teorii względności wysokoenergetyczne promienie gamma i neutrina są silnie skierowane w stronę Ziemi, chociaż z naszej perspektywy plazma wydaje się poruszać powoli. Źródło: YY Kovalev i in.

Daje to niezwykle rzadką okazję: naukowcy mogą „zajrzeć prosto w serce blazara”, bezpośrednio obserwując strukturę pola magnetycznego w jego jądrze, gdzie tworzą się i przyspieszają przepływy plazmy.

Odpowiedź na kosmiczną tajemnicę

Spolaryzowane sygnały radiowe pomogły zespołowi zmapować pole magnetyczne, ujawniając spiralną strukturę, która odgrywa kluczową rolę w inicjowaniu i podtrzymywaniu plazmy. Pozwoliło to naukowcom po raz pierwszy potwierdzić, że jądra galaktyk oddziałujące z supermasywnymi czarnymi dziurami przyspieszają nie tylko elektrony, ale także protony – źródło wcześniej kontrowersyjnych neutrin wysokoenergetycznych.

„Rozwiązanie tej zagadki potwierdza, że aktywne jądra galaktyk są najpotężniejszymi akceleratorami kosmicznymi, zdolnymi do wytwarzania zarówno elektronów, jak i protonów z energiami znacznie przekraczającymi możliwości akceleratorów skonstruowanych przez człowieka na Ziemi” – podkreślił Kowalow.

Odkrycie to stanowi również ogromne zwycięstwo programu MOJAVE, trwającego od dziesięcioleci projektu śledzenia dżetów emitowanych przez czarne dziury za pomocą radioteleskopów VLBA. Wykorzystując technikę zwaną interferometrią wielkobazową (VLBI) – która łączy radioteleskopy na całym świecie, tworząc „wirtualny teleskop” wielkości Ziemi – zespół osiągnął niespotykaną dotąd rozdzielczość astronomiczną.

„Kiedy projekt się rozpoczynał, wykazanie bezpośredniego związku między dżetami z odległych czarnych dziur a kosmicznymi neutrinami brzmiało jak science fiction. Teraz, dzięki tym obserwacjom, stało się rzeczywistością” – powiedział profesor Anton Zensus, dyrektor MPIfR i współzałożyciel MOJAVE.

Odkrycie to wzmacnia związek między spiralnymi polami magnetycznymi, strumieniami relatywistycznymi, neutrinami wysokoenergetycznymi i promieniowaniem gamma, a także stanowi kamień milowy w astronomii wieloaspektowej, w której różne rodzaje sygnałów kosmicznych (światło, neutrina, fale grawitacyjne) są łączone w celu rozszyfrowania najbardziej ekstremalnych zjawisk we wszechświecie.

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