Астрономы получили потрясающее изображение космического джета, которое помогло разгадать загадку необычайно яркого излучения высокоэнергетических гамма-лучей и нейтрино от загадочного небесного объекта. Источником оказался блазар — тип активной галактики, питаемый сверхмассивной черной дырой, поглощающей вещество в центре галактики. Ученые запечатлели нечто, напоминающее фантастическое «Око Саурона» в далекой вселенной, и возможно, решили космическую головоломку, не дававшую астрономам покоя целое десятилетие. Работа опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.
Из далекой вселенной прямо на Землю смотрит «Око Саурона»
Астрономы Института радиоастрономии им. Макса Планка под руководством Юрия Ковалева разгадали десятилетнюю загадку блазара PKS 1424+240, который оказался самым ярким источником нейтрино в небе. Ученые использовали 15-летние наблюдения на радиоинтерферометре VLBA и получили уникальное изображение джета, направленного прямо на Землю.
«Око Саурона». Комбинированное изображение линейной поляризации VLBA с учетом направления магнитного поля с помощью линейной интегральной свертки. https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2025/08/aa55400-25/aa55400-25.html
Блазар — это разновидность квазара, у которого релятивистский джет направлен прямо на Землю. Квазары — сверхяркие ядра далеких галактик с активными черными дырами, излучающие во всех направлениях. У блазаров джет «смотрит» на нас, что усиливает излучение в десятки раз из-за эффектов теории относительности, делая их особенно яркими в гамма-диапазоне.
Исследователи сделали открытие, которое поможет понять, как кажущийся медленно движущимся блазар PKS 1424+240 мог стать одним из самых ярких источников высокоэнергетических гамма-лучей и космических нейтрино из когда-либо наблюдавшихся.
Посмотри в «Око Саурона»
Взгляд внутрь конуса плазменной струи блазара PKS 1424+240 с помощью радиотелескопа Very Long Baseline Array (VLBA).
Расположенный на расстоянии миллиардов световых лет блазар PKS 1424+240 долгое время озадачивал астрономов. Он выделялся как самый яркий известный источник нейтрино среди блазаров на небе — как установила Нейтринная обсерватория IceCube — и светился в очень высокоэнергетических гамма-лучах, наблюдаемых наземными черенковскими телескопами. Однако странно то, что его радиоджет казался движущимся относительно медленно, что противоречило ожиданиям, согласно которым только самые быстрые джеты могли бы стоять за такой исключительной яркостью.
Благодаря 15 годам сверхточных радионаблюдений с помощью Очень длинной базовой решетки (VLBA) исследователи сумели создать глубокое изображение этого джета с беспрецедентным разрешением. Когда команда реконструировала изображение, результат выглядел «абсолютно потрясающе», говорит Юрий Ковалев, ведущий автор исследования и главный исследователь проекта MuSES в Институте радиоастрономии им. Макса Планка. Ученые никогда не видели ничего подобного — почти идеальное тороидальное магнитное поле с джетом, направленным прямо на нас.
Модель блазара PKS 1424+240.
Поскольку джет выровнен почти точно в направлении Земли, его высокоэнергетическое излучение многократно усиливается эффектами специальной теории относительности. Это выравнивание вызывает увеличение яркости в 30 раз или более. В то же время джет кажется движущимся медленно из-за проекционных эффектов — классической оптической иллюзии.
Эта «лобовая» геометрия позволила ученым заглянуть прямо в сердце джета — чрезвычайно редкая возможность. Поляризованные радиосигналы помогли команде составить карту структуры магнитного поля джета, выявив его вероятную спиральную или тороидальную форму. Эта структура играет ключевую роль в запуске потока плазмы и может быть существенной для ускорения частиц до экстремальных энергий.
Решение этой головоломки подтверждает, что активные галактические ядра со сверхмассивными черными дырами являются не только мощными ускорителями электронов, но и протонов, и источником наблюдаемых высокоэнергетических нейтрино, заключает Ковалев. Открытие стало большим успехом для программы MOJAVE — многолетних усилий по мониторингу релятивистских джетов в активных галактиках с использованием VLBA.