Багаторічна таємниця нейтрино
Спостережуваний об'єкт — PKS 1424+240, блазар, ідентифікований як найяскравіше джерело нейтрино з коли-небудь відомих. Раніше його виявила нейтринна обсерваторія IceCube, що випромінює нейтрино надзвичайно високої енергії, а також він яскраво світився гамма-променями, зафіксованими наземним телескопом Черенкова.
Однак парадокс полягає в тому, що радіострумені PKS 1424+240 рухаються занадто повільно, що суперечить давній гіпотезі про те, що лише високошвидкісні струмені можуть створювати таке сильне випромінювання.
Погляд всередину плазмового конуса блазара PKS 1424+240 за допомогою радіотелескопа VLBA (Very Long Baseline Array). Авторство: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/YY Kovalev et al.
Після 15 років безперервних спостережень за допомогою дуже довгобазової антенної решітки (VLBA) вчені реконструювали найдетальніше зображення струменя блазара. Результати показують майже ідеальну тороїдальну структуру магнітного поля, яка діє як спіральна пружина, підштовхуючи частинки до їхніх максимальних енергій – що пояснює як високоенергетичні нейтрино, так і гамма-промені, що вириваються з цього джерела.
«Коли ми реконструювали зображення, воно було абсолютно приголомшливим. Ми ніколи раніше не бачили нічого подібного – майже ідеальний магнітний тор зі струменем, спрямованим прямо на нас», – сказав дослідник Юрій Ковальов, провідний автор статті та керівник проекту MuSES в Інституті радіоастрономії імені Макса Планка (MPIfR).
Як пояснює команда, оскільки струмінь спрямований майже прямо на Землю, його світло значно посилюється релятивістськими ефектами. «Таке вирівнювання збільшує яскравість у 30 або більше разів. Водночас, здається, що струмінь рухається повільно – класична оптична ілюзія», – сказав співавтор Джек Лівінгстон (MPIfR).
«Око Саурона» – вражаюче зображення плазми в блазарі PKS 1424+240, якщо дивитися спереду. Плазма оточена майже ідеальним тороїдальним магнітним полем (помаранчеве зображення). Завдяки спеціальній теорії відносності, високоенергетичні гамма-промені та нейтрино сильно спрямовані на Землю, хоча з нашої точки зору плазма, здається, рухається повільно. Авторство: Ю.Ю. Ковальов та ін.
Це надає надзвичайно рідкісну можливість: вчені можуть «зазирнути прямо в серце блазара», безпосередньо спостерігаючи структуру магнітного поля в ядрі, де формуються та прискорюються потоки плазми.
Відповідь на космічну таємницю
Поляризовані радіосигнали допомогли команді скласти карту магнітного поля, виявивши спіральну структуру, яка відіграє ключову роль у виникненні та підтримці плазми. Це дозволило вченим вперше підтвердити, що ядра галактик, що працюють із надмасивними чорними дірами, прискорюють не лише електрони, а й протони – джерело раніше суперечливих високоенергетичних нейтрино.
«Вирішення цієї головоломки підтверджує, що активні ядра галактик є найпотужнішими космічними прискорювачами, здатними виробляти як електрони, так і протони з енергіями, що значно перевищують можливості штучних прискорювачів на Землі», – наголосив Ковальов.
Це відкриття також знаменує собою велику перемогу для програми MOJAVE, багаторічної спроби відстежувати струмені з чорних дір за допомогою дуже довгої бази інтерферометрії (VLBA). Використовуючи техніку під назвою інтерферометрія з дуже довгою базою (VLBI), яка з'єднує радіотелескопи по всьому світу для створення «віртуального телескопа» розміром із Землю, команда досягла безпрецедентної астрономічної роздільної здатності.
«Коли проєкт розпочався, демонстрація прямого зв’язку між струменями з далеких чорних дір та космічними нейтрино звучала як наукова фантастика. Тепер, завдяки цим спостереженням, це реальність», – сказав професор Антон Зенсус, директор MPIfR та співзасновник MOJAVE.
Це відкриття зміцнює зв'язок між спіральними магнітними полями, релятивістськими струменями, високоенергетичними нейтрино та гамма-променями, і знаменує собою важливу віху в багатоканальній астрономії, де різні типи космічних сигналів (світло, нейтрино, гравітаційні хвилі) поєднуються для розшифровки найекстремальніших явищ у Всесвіті.
Джерело: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/chup-duoc-hinh-anh-con-mat-cua-sauron-chieu-thang-ve-trai-dat/20250821040221998
Коментар (0)