Neutrinons mysterium har varat i årtionden.
Det observerade objektet, PKS 1424+240, är en blazar som identifierats som den ljusaste neutrinokällan som någonsin varit känd. Tidigare har IceCube Neutrino Observatory detekterat att den utsände extremt högenergiska neutriner, tillsammans med starka gammablixtar inspelade av det markbaserade Cherenkovteleskopet.
Paradoxen ligger dock i att radioutbrottet från PKS 1424+240 rör sig för långsamt, vilket motsäger den länge hyst hypotesen att endast höghastighetsutbrott kan generera så stark strålning.
Titta inuti plasmastrålekonen på blazar PKS 1424+240 med hjälp av radioteleskopet Very Long Baseline Array (VLBA). Källa: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/YY Kovalev et al.
Efter 15 års kontinuerlig observation med hjälp av Very Long Baseline Array (VLBA) har forskare återskapat den mest detaljerade bilden någonsin av denna blazars jetström. Resultaten avslöjar en nästan perfekt toroidal magnetfältstruktur, som fungerar som en spiralfjäder och pressar partiklar till maximala energinivåer – vilket förklarar både de högenergetiska neutrinerna och gammablixtarna som kommer från denna källa.
”När vi rekonstruerade bilden chockades alla verkligen. Vi hade aldrig sett något liknande – ett nästan perfekt toroidformat magnetfält med en ljusstråle som pekar rakt mot oss”, säger forskaren Yuri Kovalev, huvudförfattare till arbetet och chef för MuSES-projektet vid Max Planck-institutet för radioastronomi (MPIfR).
Enligt forskargruppens förklaring förstärks ljuset kraftigt av relativitetseffekten eftersom ljusstrålen riktas nästan direkt mot jorden. ”Denna inriktning ökar ljusstyrkan med 30 gånger eller mer. Samtidigt verkar strålen röra sig långsamt – en klassisk optisk illusion”, säger medförfattaren Jack Livingston (MPIfR).
”Saurons öga” – en slående bild av plasmaströmmen i blazar PKS 1424+240, sedd rakt framifrån. Denna plasmaström är omgiven av ett nästan perfekt toroidalt magnetfält (orange bild). Tack vare speciell relativitetsteori är högenergiska gammastrålar och neutriner starkt riktade mot jorden, även om denna plasmaström verkar röra sig långsamt från vårt perspektiv. Källa: YY Kovalev et al.
Detta ger en extremt sällsynt möjlighet: forskare kan "titta rakt in i blazarens hjärta" och direkt observera magnetfältets struktur i kärnan där plasmaströmmen bildas och accelereras.
Svaret på ett kosmiskt mysterium
De polariserade radiosignalerna som erhölls hjälpte forskargruppen att kartlägga magnetfältet och avslöjade den spiralstruktur som spelar en avgörande roll för att initiera och upprätthålla plasmaflödet. Detta gjorde det möjligt för forskare att för första gången bekräfta att galaktiska kärnor som interagerar med supermassiva svarta hål accelererar inte bara elektroner utan även protoner – källan till de tidigare debatterade högenergineutrinerna.
"Att lösa detta pussel bekräftar att aktiva galaxkärnor är de kraftfullaste kosmiska acceleratorerna, kapabla att producera både elektroner och protoner med energier långt bortom kapaciteten hos artificiella acceleratorer på jorden", betonade Kovalev.
Denna upptäckt markerar också en betydande triumf för MOJAVE-programmet, ett årtiondelångt arbete med att spåra jetstrålar från svarta hål med hjälp av VLBA. Tack vare tekniken Very Long Baseline Interference (VLBI) – som kopplar samman radioteleskop globalt för att skapa ett "virtuellt teleskop" i jordens storlek – uppnådde forskargruppen en oöverträffad upplösning inom astronomin.
Professor Anton Zensus, chef för MPIfR och medgrundare av MOJAVE, delade: ”När vi startade projektet lät det som science fiction att bevisa en direkt koppling mellan jetströmmar från avlägsna svarta hål och kosmiska neutriner. Nu, tack vare dessa observationer, har det blivit verklighet.”
Denna upptäckt stärker sambandet mellan spiralformade magnetfält, relativistiska jetstrålar, högenergiska neutriner och gammastrålar, och markerar en milstolpe inom multi-messenger-astronomi – där flera typer av kosmiska signaler (ljus, neutriner, gravitationsvågor) kombineras för att dechiffrera de mest extrema fenomenen i universum.
Källa: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/chup-duoc-hinh-anh-con-mat-cua-sauron-chieu-thang-ve-trai-dat/20250821040221998
Kommentar (0)