|
Астрономы обнаружили Око Саурона
|
|
|
|
Расположенный на расстоянии миллиардов световых лет блазар PKS 1424+240 долгое время ставил астрономов в тупик. Он выделялся как самый яркий из известных блазаров, испускающих нейтрино, на небе - по данным нейтринной обсерватории IceCube — и также излучал гамма—лучи очень высокой энергии, наблюдаемые наземными телескопами Черенкова. Однако, как ни странно, его реактивный двигатель, казалось, двигался медленно, что противоречило ожиданиям о том, что только самые быстрые реактивные двигатели могут производить такие интенсивные выбросы высокой энергии.
|
|
|
|
Теперь, благодаря 15-летним сверхточным радионаблюдениям с помощью прибора Very Long Baseline Ar-ray (VLBA), исследователи получили детальное изображение этого реактивного самолета с беспрецедентным разрешением.
|
|
|
|
“Когда мы восстановили изображение, оно выглядело совершенно потрясающе”, - говорит Юрий Ковалев, ведущий автор исследования и главный исследователь финансируемого ERC проекта MuSES в Институте радиоастрономии Макса Планка (MPIfR). “Мы никогда не видели ничего подобного — почти идеальное тороидальное магнитное поле со струей, направленной прямо на нас”.
|
|
|
|
Поскольку струя направлена почти точно в направлении Земли, ее высокоэнергетическое излучение значительно усиливается благодаря эффектам специальной теории относительности. “Такое выравнивание приводит к увеличению яркости в 30 и более раз”, - объясняет Джек Ливингстон, соавтор исследования из MPIfR. “В то же время кажется, что струя движется медленно из—за эффекта проекции - классической оптической иллюзии”.
|
|
|
|
|
|
|
Такая геометрия позволила ученым заглянуть прямо в сердце струи блазара — чрезвычайно редкая возможность. Поляризованные радиосигналы помогли команде составить карту структуры магнитного поля струи, выявив ее вероятную спиральную или тороидальную форму. Эта структура играет ключевую роль в запуске и коллимации потока плазмы и может быть необходима для ускорения частиц до экстремальных энергий.
|
|
|
|
“Решение этой головоломки подтверждает, что активные ядра галактик со сверхмассивными черными дырами являются не только мощными ускорителями электронов, но и протонов — источником наблюдаемых нейтрино высокой энергии”, - заключает Ковалев.
|
|
|
|
Это открытие является триумфом программы МОХАВЕ, многолетней работы по наблюдению за релятивистскими струями в активных галактиках с использованием системы Very Long Baseline Array (VLBA). Ученые используют метод интерферометрии со сверхдлинной базовой линией (VLBI), который объединяет радиотелескопы по всему миру, образуя виртуальный телескоп размером с Землю. Это обеспечивает высочайшее разрешение, доступное в астрономии, позволяя им изучать мельчайшие детали далеких космических струй.
|
|
|
|
“Когда мы создавали MOJAVE, идея о том, что однажды мы напрямую свяжем струи удаленных черных дыр с космическими нейтрино, казалась научной фантастикой. Сегодня наши наблюдения делают это реальностью”, - говорит Антон Зенсус, директор MPIfR и соучредитель программы.
|
|
|
|
Этот результат подтверждает связь между релятивистскими струями, нейтрино высоких энергий и ролью магнитных полей в создании космических ускорителей, что является важной вехой в астрономии с использованием мультимедийных сообщений.
|
|
|
|
Справочная информация
|
|
|
|
Блазар - это тип активного галактического ядра, питаемого сверхмассивной черной дырой, которая выбрасывает струю плазмы, движущуюся почти со скоростью света. Особенностью блазара является его ориентация: одна из его струй направлена примерно в 10 градусах от Земли. Такое расположение делает блазары яркими во всем электромагнитном спектре и позволяет ученым изучать экстремальные физические процессы, включая ускорение частиц до энергий, намного превышающих те, которые достигаются в ускорителях, созданных человеком.
|
|
|
|
VLBA (антенная решетка с очень длинной базовой линией) - это антенная решетка из десяти антенн, расположенных по всей континентальной части Соединенных Штатов, а также на Гавайях и Сент-Круа, которая работает в режиме интерферометрии с очень длинной базовой линией (VLBI). Расстояния между антеннами варьируются примерно до десяти тысяч километров, обеспечивая угловое разрешение на небе с точностью до 50 угловых микросекунд.
|
|
|
|
MOJAVE (Мониторинг струй в активных ядрах галактик с помощью экспериментов VLBA) - это долгосрочная программа для мониторинга изменений радиояркости и поляризации в струях, связанных с активными галактиками, видимыми на севере неба. Наблюдения проводятся с помощью матрицы Very Long Baseline, которая позволяет нам получать изображения с полной поляризацией и угловым разрешением более 1 миллисекунды (видимое расстояние между фарами вашего автомобиля, которое видит астронавт на Луне). Мы используем эти данные, чтобы лучше понять сложную эволюцию и структуру магнитного поля джетов в масштабах светового года, близких к тому месту, где они зарождаются в активном ядре, и как эта активность коррелирует с электромагнитным излучением высокой энергии и нейтринным излучением.
|
|
|
|
Проект MuSES, который расшифровывается как "Исследование источников энергии с использованием нескольких мессенджеров", является новаторской инициативой в астрофизике. Он посвящен изучению активных ядер галактик, которые являются одними из самых мощных ускорителей элементарных частиц, известных в космосе. Эти небесные тела используют гравитационную энергию вещества, аккумулируемую сверхмассивными черными дырами, и преобразуют ее в электромагнитную и кинетическую энергию, в результате чего образуются высокорелятивистские электроны и протоны. Ускорение протонов и его связь с образованием нейтрино до конца не изучены, что представляет серьезную проблему для исследователей. MuSES стремится ответить на эти фундаментальные вопросы, используя последние достижения в области астрономии с использованием нескольких мессенджеров.
|
|
|
|
Проект MuSES получил финансирование от Европейского союза (грантовое соглашение ERC № 101142396). Однако высказанные мнения принадлежат только автору(ам) и не обязательно отражают точку зрения Европейского союза или Исполнительного агентства Европейского исследовательского совета (ERCEA). Ни Европейский союз, ни предоставляющий разрешение орган не могут нести за них ответственность.
|
|
|
|
Источник
|
