Око Саурона и оптическая иллюзия решают космическую загадку

Плазменный джет в этом далёком блазаре пронизан почти идеальным тороидальным магнитным полем. Высокоэнергетические гамма-лучи и нейтрино мощно излучаются в сторону Земли, хотя с нашей точки зрения джет кажется медленно движущимся. Автор изображения: YY Kovalev et al. 2025 A&A

Взгляд чёрной дыры прямо на нас

Блазары — это активные галактические ядра, чьи релятивистские струи направлены почти строго на Землю. В их центре скрывается сверхмассивная чёрная дыра, поглощающая вещество и испускающая колоссальное излучение. Несмотря на десятилетия исследований, астрономы до сих пор спорят, какую роль играют магнитные поля, как частицы разгоняются до энергий гамма-излучения и нейтрино, и почему потоки могут резко меняться за минуты.

Загадка PKS 1424+240

Один из таких объектов — блазар PKS 1424+240. Он относится к редкому типу BL Lac: обладает выраженной изменчивостью и поляризацией, но почти лишён спектральных линий. Ранее его считали «медленным» блазаром, однако он может быть одним из самых ярких источников нейтрино и высокоэнергетического гамма-излучения во Вселенной.

15 лет наблюдений

Международная команда под руководством Юрия Ковалева из проекта MuSES при Институте радиоастрономии им. Макса Планка провела 15-летние наблюдения PKS 1424+240 с помощью сети радиотелескопов VLBA. Эти данные позволили создать изображение струи с рекордным разрешением.

«Око Саурона» и оптическая иллюзия

На реконструированных снимках астрономы увидели идеально сформированное тороидальное (бубликообразное) магнитное поле, сквозь которое струя направлена прямо на нас. Совпадение угла обзора менее чем на 0,6° усилило яркость более чем в 30 раз благодаря эффектам специальной теории относительности. При этом создаётся иллюзия, будто струя движется медленно, хотя её частицы мчатся почти со скоростью света. Форма структуры напомнила исследователям «Око Саурона» из «Властелина колец».

Магнитная карта струи

Анализ поляризованного радиоизлучения позволил детально восстановить структуру магнитного поля. Это стало ключом к разгадке механизма ускорения частиц, показав, что активные галактические ядра разгоняют не только электроны, но и протоны, являющиеся источником наблюдаемых нейтрино высокой энергии.

Значение открытия

Это исследование стало важным результатом программы MOJAVE, занимающейся долгосрочным мониторингом релятивистских струй в активных ядрах галактик. Оно открывает новые возможности для мультимессенджерной астрономии, когда объекты изучаются одновременно в разных диапазонах — от радиоволн до нейтрино.