Imagem capturada do "Olho de Sauron" brilhando diretamente na Terra.

O mistério dos neutrinos que se arrasta há décadas

O objeto observado é o PKS 1424+240, um blazar identificado como a fonte de neutrinos mais brilhante conhecida. Ele foi detectado anteriormente pelo Observatório de Neutrinos IceCube, emitindo neutrinos de altíssima energia, e também apresentou um brilho intenso com raios gama, registrados pelo telescópio Cherenkov terrestre.

No entanto, o paradoxo reside no fato de o jato de rádio de PKS 1424+240 se mover tão lentamente, contradizendo a hipótese de longa data de que apenas jatos de alta velocidade podem produzir uma radiação tão forte.

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.

Uma visão do interior do cone de plasma do blazar PKS 1424+240 com o radiotelescópio Very Long Baseline Array (VLBA). Crédito: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/YY Kovalev et al.

Após 15 anos de observações contínuas usando o Very Long Baseline Array (VLBA), os cientistas reconstruíram a imagem mais detalhada até agora do jato do blazar. Os resultados revelam uma estrutura de campo magnético toroidal quase perfeita que age como uma mola helicoidal, impulsionando as partículas às suas energias máximas – o que explica tanto os neutrinos de alta energia quanto os raios gama que emanam dessa fonte.

“Quando reconstruímos a imagem, ela foi absolutamente impressionante. Nunca tínhamos visto nada parecido – um toro magnético quase perfeito com um jato apontando diretamente para nós”, disse o pesquisador Yuri Kovalev, autor principal do artigo e líder do projeto MuSES no Instituto Max Planck de Radioastronomia (MPIfR).

Como explica a equipe, como o jato está apontado quase diretamente para a Terra, sua luz é amplificada enormemente por efeitos relativísticos. "Esse alinhamento aumenta seu brilho em um fator de 30 ou mais. Ao mesmo tempo, o jato parece estar se movendo lentamente – uma ilusão de ótica clássica", disse o coautor 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.

“O Olho de Sauron” – uma imagem impressionante do plasma no blazar PKS 1424+240, visto de frente. O plasma é circundado por um campo magnético toroidal quase perfeito (imagem laranja). Graças à relatividade especial, raios gama e neutrinos de alta energia são fortemente direcionados para a Terra, embora o plasma pareça se mover lentamente da nossa perspectiva. Crédito: YY Kovalev et al.

Isso oferece uma oportunidade extremamente rara: os cientistas podem "olhar diretamente para o coração do blazar", observando diretamente a estrutura do campo magnético no núcleo, onde os fluxos de plasma se formam e são acelerados.

A resposta para um mistério cósmico

Os sinais de rádio polarizados ajudaram a equipe a mapear o campo magnético, revelando a estrutura espiral que desempenha um papel fundamental na formação e manutenção do plasma. Isso permitiu que os cientistas confirmassem, pela primeira vez, que os núcleos galácticos, em interação com buracos negros supermassivos, aceleram não apenas elétrons, mas também prótons – a fonte dos neutrinos de alta energia, anteriormente controversos.

“A solução desse enigma confirma que os núcleos galácticos ativos são os aceleradores cósmicos mais poderosos, capazes de produzir elétrons e prótons em energias muito além da capacidade dos aceleradores artificiais na Terra”, enfatizou Kovalev.

A descoberta também representa uma grande vitória para o programa MOJAVE, um esforço de décadas para rastrear jatos de buracos negros usando telescópios de linha de base muito longa (VLBAs). Utilizando uma técnica chamada Interferometria de Linha de Base Muito Longa (VLBI) – que conecta radiotelescópios ao redor do mundo para criar um “telescópio virtual” do tamanho da Terra – a equipe alcançou uma resolução astronômica sem precedentes.

“Quando o projeto começou, demonstrar uma ligação direta entre jatos de buracos negros distantes e neutrinos cósmicos parecia ficção científica. Agora, graças a essas observações, tornou-se realidade”, disse o Professor Anton Zensus, Diretor do MPIfR e cofundador do MOJAVE.

Essa descoberta fortalece a ligação entre campos magnéticos espirais, jatos relativísticos, neutrinos de alta energia e raios gama, e marca um marco na astronomia multimensageira – onde diferentes tipos de sinais cósmicos (luz, neutrinos, ondas gravitacionais) são combinados para decodificar os fenômenos mais extremos do universo.

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