В глубинах космоса, на расстоянии миллиардов световых лет от Земли, обнаружена космическая струя, поразительно напоминающая «Глаз Саурона» из «Властелина колец». Она закручивается в центре очень активной галактики. Уникальное космическое тело было обнаружено благодаря 15 годам наблюдений с использованием наземной сети Very Long Baseline Array. Это помогает учёным лучше понять анатомию космических струй — мощных потоков плазмы и энергии, исходящих из чёрных дыр, нейтронных звёзд и других небесных тел.
🔭 Уникальные особенности космической струи «Глаз Саурона» подробно описаны в исследовании, опубликованном 12 августа в журнале Astronomy & Astrophysics.
«Когда мы реконструировали изображение, оно выглядело абсолютно потрясающе», — сказал Юрий Ковалев, соавтор исследования и астрофизик из Института радиоастрономии Общества Макса Планка. «Мы никогда не видели ничего подобного — почти совершенное тороидальное (похожее на пончик) магнитное поле со струёй, направленной прямо на нас».
🌌 Зловещая космическая струя исходит из блазара под названием PKS 1424+240. Питаемый сверхмассивной чёрной дырой, блазар — это большой тип ядра активной галактики, который принадлежит к классу галактик, называемых активными галактическими ядрами. Блазары — это центральный источник силы и света в этих галактиках, не питаемый звёздами. Чёрная дыра блазара запускает струю плазмы, которая движется со скоростью, близкой к скорости света.
Особенности блазара PKS 1424+240
PKS 1424+240 давно озадачивал астрономов. Это самый яркий известный блазар, испускающий нейтрино — крошечные субатомные частицы, которые так трудно обнаружить, что их прозвали «частицами-призраками». Из PKS 1424+240 также излучаются гамма-лучи высокой энергии, из-за чего этот уникальный блазар кажется светящимся.
Несмотря на все эти энергичные гамма-лучи и нейтрино, космическая струя, по-видимому, движется гораздо медленнее, чем ожидалось. Считалось, что только самые быстрые небесные струи способны генерировать такие высокоэнергетические выбросы, а не медленный темп PKS 1424+240.
Используя Very Long Baseline Array — систему из десяти антенн, расположенных на территории континентальных Соединённых Штатов, на Гавайях и на острове Санта-Крус, исследователи создали невероятное изображение струи, исходящей из блазара, которое выглядит бесспорно как из «Властелина колец». PKS 1424+240 и его струя почти точно выровнены с Землёй. Это усиливает высокоэнергетические выбросы в струе, когда астрономы наблюдают за ней.
«Это выравнивание увеличивает яркость в 30 раз и более», — добавил соавтор и астроном Джек Ливингстон. «В то же время струя кажется движущейся медленно из-за эффектов проекции — классическая оптическая иллюзия».
Редкая возможность взглянуть на блазар в лоб позволила команде заглянуть прямо в сердце его потрясающей струи. Используя поляризованные радиосигналы, команда составила карту магнитного поля и структуры струи. Магнитное поле может иметь спиралевидную (называемую геликоидальной) или тороидальную форму. Структура магнитного поля, вероятно, играет важную роль в том, как плазма вытекает из космической струи блазара.
Это открытие является частью программы MOJAVE — многолетних усилий по мониторингу струй в активных галактиках. Для мониторинга этих струй учёные используют технику, называемую интерферометрией с очень длинной базой (VLBI). VLBI соединяет радиотелескопы по всему миру, образуя гигантский виртуальный телескоп размером примерно с Землю. Соединение всех этих радиотелескопов обеспечивает высочайшее разрешение, доступное в астрономии, и позволяет получить подробные сведения о далёких космических струях.
«Когда мы начинали MOJAVE, идея однажды напрямую связать далёкие струи чёрных дыр с космическими нейтрино казалась научной фантастикой», — сказал соучредитель MOJAVE Антон Зенус. «Сегодня наши наблюдения делают это реальностью».