Спустя пятьдесят лет после открытия таинственные джеты «Ока Саурона» наконец получили объяснение
Галактика PKS 1424+240, находящаяся на расстоянии миллиардов световых лет, вот уже более пятидесяти лет ставила ученых в тупик. Этот объект является блазаром, то есть в его центре располагается чрезвычайно активная черная дыра, выбрасывающая мощные струи плазмы в межгалактическое пространство. Особенность блазара заключается в его специфической ориентации относительно Земли: одна из его струй направлена прямо на нашу планету, что заставляет галактику казаться невероятно яркой.
Загадка этой галактики заключалась в следующем. PKS 1424+240 является одним из самых ярких источников нейтрино на небе, испуская гамма-лучи, характерные для сверхсветовых струй. Однако наблюдаемая скорость его струй казалась недостаточной для объяснения производимого ими свечения.
Теперь же пятнадцать лет наблюдений позволили найти ответ. Используя массив телескопов Very Long Baseline Array, команда астрономов под руководством Юрия Ковалева из Института радиоастрономии Макса Планка смогла составить карту магнитных полей в струе, которая устремляется в сторону Млечного Пути. Карта магнитных полей выявила потрясающую структуру, поразительно напоминающую годичные кольца дерева.
"Когда мы восстановили изображение, оно выглядело абсолютно ошеломляюще", — говорит Юрий Ковалев. "Мы никогда не видели ничего подобного — почти идеальное тороидальное магнитное поле со струей, направленной прямо на нас".
Струи черной дыры образуются, когда черная дыра активно поглощает вещество из окружающего пространства. Часть материала направляется вдоль магнитных линий поля черной дыры за пределами горизонта событий, где он ускоряется и выбрасывается с колоссальной скоростью, приближающейся к скорости света. Если такая струя направлена прямо на Землю, кажется, что она движется быстрее света — это иллюзия, известная как сверхсветовая скорость.
Команда Ковалева собрала данные за пятнадцать лет наблюдений за PKS 1424+240, чтобы изучить поляризацию света в струе — степень его закрученности. Поскольку на поляризацию влияют магнитные поля, карту поляризации можно использовать для картирования самих магнитных полей.
Результаты показали магнитные поля, обернутые вокруг струи, словно мишень. Это означает, что мы смотрим почти точно вдоль оси струи. Это наблюдение, по словам исследователей, аккуратно разрешает парадокс кажущейся медленной скорости струи PKS 1424+240.
"Такая ориентация усиливает яркость в тридцать и более раз", — поясняет астроном Джек Ливингстон из Института радиоастрономии Макса Планка. "В то же время из-за проекционных эффектов — классической оптической иллюзии — струя кажется медленной".
Юрий Ковалев добавляет: "Решение этой загадки подтверждает, что активные галактические ядра со сверхмассивными черными дырами являются не только мощными ускорителями электронов, но и протонов, которые являются источником наблюдаемых высокоэнергетических нейтрино".
Результаты исследования были в журнале Astronomy & Astrophysics.