Tagen bild av "Saurons öga" som lyser rakt mot jorden

Det årtionden långa neutrino-mysteriet

Det observerade objektet är PKS 1424+240, en blazar identifierad som den ljusaste neutrinokällan någonsin. Den detekterades tidigare av IceCube Neutrino Observatory som avgav extremt högenergiska neutriner, och den glödde också starkt med gammastrålar inspelade av det markbaserade Cherenkov-teleskopet.

Paradoxen ligger dock i att radiostrålen från PKS 1424+240 rör sig för långsamt, vilket motsäger den långvariga hypotesen att endast höghastighetsstrålar kan producera så stark strålning.

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.

Titta inuti plasmakonen på blazar PKS 1424+240 med radioteleskopet Very Long Baseline Array (VLBA). Bildkälla: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/YY Kovalev et al.

Efter 15 år av kontinuerliga observationer med hjälp av Very Long Baseline Array (VLBA) har forskare rekonstruerat den hittills mest detaljerade bilden av blazarens jetstråle. Resultaten avslöjar en nästan perfekt toroidal magnetfältstruktur som fungerar som en spiralfjäder och pressar partiklar till sina maximala energier – vilket förklarar både de högenergetiska neutrinerna och gammastrålarna som bryter ut från källan.

”När vi rekonstruerade bilden var den helt fantastisk. Vi hade aldrig sett något liknande – en nästan perfekt magnetisk torus med en stråle som pekar rakt mot oss”, säger forskaren Yuri Kovalev, huvudförfattare till artikeln och MuSES-projektledare vid Max Planck-institutet för radioastronomi (MPIfR).

Som teamet förklarar, eftersom strålen pekar nästan direkt mot jorden, förstärks dess ljus kraftigt av relativistiska effekter. ”Denna inriktning ökar ljusstyrkan med en faktor 30 eller mer. Samtidigt verkar strålen röra sig långsamt – en klassisk optisk illusion”, säger medförfattaren 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 öga” – en slående bild av plasmat i blazaren PKS 1424+240, sett rakt framifrån. Plasmat är omgivet av ett nästan perfekt toroidalt magnetfält (orange bild). Tack vare speciell relativitetsteori är högenergiska gammastrålar och neutriner starkt riktade mot jorden, även om plasmat verkar röra sig långsamt från vårt perspektiv. Bildkälla: 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 plasmaflödena bildas och accelereras.

Svaret på ett kosmiskt mysterium

De polariserade radiosignalerna hjälpte teamet att kartlägga magnetfältet och avslöjade den spiralstruktur som spelar en nyckelroll för att initiera och upprätthålla plasmat. Detta gjorde det möjligt för forskare att för första gången bekräfta att galaktiska kärnor som arbetar med supermassiva svarta hål accelererar inte bara elektroner utan även protoner – källan till de tidigare kontroversiella 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 konstgjorda acceleratorer på jorden", betonade Kovalev.

Upptäckten markerar också en stor seger för MOJAVE-programmet, ett årtiondelångt arbete med att spåra jetstrålar från svarta hål med hjälp av VLBA:er. Med hjälp av en teknik som kallas Very Long Baseline Interferometry (VLBI) – som kopplar samman radioteleskop runt om i världen för att skapa ett "virtuellt teleskop" i jordens storlek – uppnådde teamet en aldrig tidigare skådad astronomisk upplösning.

”När projektet startade lät det som science fiction att visa en direkt koppling mellan strålar från avlägsna svarta hål och kosmiska neutriner. Nu, tack vare dessa observationer, är det verklighet”, säger professor Anton Zensus, chef för MPIfR och medgrundare av MOJAVE.

Denna upptäckt stärker sambandet mellan spiralformade magnetfält, relativistiska jetstrålar, högenergiska neutriner och gammastrålar, och markerar en milstolpe inom multi-messenger-astronomi – där olika typer av kosmiska signaler (ljus, neutriner, gravitationsvågor) kombineras för att avkoda 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