Радиоинтерферометрическое наблюдение блазара PKS 1424+240 с использованием VLBA выявило поразительное сходство с образом «Ока Саурона» из «Властелина колец». Джет, пронизывающий кольцевую структуру магнитного поля, направлен в сторону Земли, а сам блазар, возможно, является одним из самых мощных источников нейтрино в космическом пространстве.
Блазары – это мощные внегалактические объекты, являющиеся активными ядрами галактик, характеризующимися струями вещества, направленными к наблюдателю. Подобно квазарам, они ассоциируются со сверхмассивными черными дырами, расположенными в центрах массивных эллиптических галактик, и заслуженно признаются одними из наиболее высокоэнергетических процессов во Вселенной. Исследования блазаров ведутся с середины XX века с целью объяснения природы космических лучей – высокоэнергетических частиц, достигающих Земли. Не меньший интерес представляют нейтрино, которые слабо взаимодействуют с материей и, следовательно, трудно обнаруживаются.
Блазар PKS 1424+240 представляет собой настоящую загадку для ученых, поскольку астрономы наблюдают его таким, каким он был около 6,7 миллиарда лет назад. В процессе изучения этого объекта исследователи обнаружили парадокс: радионаблюдения демонстрировали относительно небольшую скорость джетов, в то время как поток гамма-квантов и нейтрино свидетельствовал о колоссальной скорости и мощи плазменных струй.
В 2020 году появилось еще больше вопросов, связанных с результатами, полученными нейтринной обсерваторией IceCube, расположенной на антарктической станции Амундсен-Скотт. В этот период ученые установили, существует предположение, что PKS 1424+240 может быть одним из самых ярких объектов в гамма-спектре и представлять собой наиболее интенсивный источник высокоэнергетических нейтрино в северном небесном полушарии.
Объединение информации, собранной в ходе 42 наблюдений за 15 лет в рамках программы MOJAVE с использованием сети радиотелескопов VLBA, привело к появлению решения: полученное изображение позволило фактически «увидеть» внутреннюю структуру конуса джета. Результаты новой научной работы, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, исследования продемонстрировали, что джет не является «медленным», а создает такое впечатление из-за его почти прямой направленности на Землю – угол менее 0,6 градуса. Подобная геометрия многократно усиливает излучение в направлении наблюдателя, что приводит к кажущемуся замедлению движения струи и объясняет данные, полученные с помощью IceCube.
Изучая излучение в радиодиапазоне с помощью поляризационного анализа, исследовательская команда под руководством Юрия Ковалева из Института радиоастрономии имени Макса Планка (Германия) установила наличие выраженной тороидальной составляющей магнитного поля. Этот признак указывает на существование джета, направление которого почти точно совпадает с линией видимости наблюдателя.
По всей видимости, именно эта структура оказывает определяющее влияние на разгон частиц до огромных энергий, в том числе протонов, которые, взаимодействуя с фотонами, порождают нейтрино. Такие объекты наблюдаются нечасто: лишь небольшая часть активных ядер галактик обладает джетами, направленными к нашей планете под столь малым углом.
Астрономы полагают, что блазары, такие как PKS 1424+240, могут представлять собой уникальный класс чрезвычайно мощных объектов, регистрируемых как в гамма-диапазоне, так и в потоке космических нейтрино. Это говорит о том, что изображение удаленного «Ока Саурона» может предоставить долгожданный ответ на сложный вопрос, который десятилетие не давал покоя исследователям.