Астрономи зазирнули у загадковий струмінь чорної діри
Дослідники з'ясували причину, чому з нібито повільного блазара надходить рекордна кількість нейтрино.
Про це повідомляє видання Останні події з посиланням на пресреліз Товариства ім. Макса Планка.
Існує абсолютно неймовірний космічний об'єкт під назвою PKS 1424+240. Це блазар, надмасивна чорна діра в центрі далекої галактики, яка вивергає зі своїх полюсів струмені плазми з дуже високою швидкістю. (Від квазара блазар відрізняється лише тим, що його струмінь спрямований на Землю).
PKS 1424+240 був дещо загадковим: матеріал у струмені не виглядає так, ніби рухається дуже швидко, як це зазвичай буває у струменях, але він виробляє надзвичайно енергійні гамма-промені та є найяскравішим блазаром, що випромінює нейтрино. Тепер астрономи нарешті з'ясували, у чому полягає проблема.
Завдяки 15 рокам високоточних радіоспостережень за допомогою Антенного масиву дуже великої бази (VLBA) вчені зрозуміли, що ми, по суті, дивимося в "дуло гармати", адже струмінь цієї потужної надмасивної чорної діри знаходиться лише в 0,6 градуса від лінії зору між нами й блазаром.
«Коли ми відтворили зображення, воно виглядало абсолютно приголомшливо», — сказав у своїй заяві головний автор Юрій Ковальов, головний автор дослідження з Інституту радіоастрономії імені Макса Планка (MPIfR). «Ми ніколи не бачили нічого подібного — майже ідеального тороїдального магнітного поля зі струменем, спрямованим прямо на нас».
«Це вирівнювання спричиняє підвищення яскравості в 30 разів і більше», — пояснив Джек Лівінгстон, співавтор з MPIfR. «Водночас струмінь здається повільним через ефекти проєкції — класичну оптичну ілюзію».
Радіоспостереження показують, що магнітне поле поперек струменя має форму або кільця, або спіралі, і може прискорювати не тільки електрони, які не надто важкі, але й протони до швидкості, близької до швидкості світла. Так утворюються нейтрино. Нейтрино — це надзвичайно легкі частинки без електричного заряду. Вони утворюються переважно в результаті ядерних реакцій, таких як синтез водню в Сонці або радіоактивний розпад.
У космосі прискорені протони можуть вдарятися з фотонами, частинками світла, та утворювати різні частинки, які називаються піонами, які розпадаються, що вивільняє нейтрино. Ці нейтрино надзвичайно легкі й майже не взаємодіють з матерією. Кожну секунду мільярди нейтрино проходять через кожен сантиметр вашої шкіри. Деякі з них походять з блазарів і були виявлені спеціальними детекторами, такими як IceCube в Антарктиді.
«Розв'язання цієї загадки підтверджує, що активні ядра галактик з надмасивними чорними дірами є не тільки потужними прискорювачами електронів, але й протонів — джерела спостережуваних високоенергетичних нейтрино», — підсумував Ковальов.
Дослідження опубліковано в журналі Astronomy & Astrophysics.