Согласно наблюдениям астрономов, струя вещества, исходящая из блазара PKS 2233-148, предположительно испытала гравитационное линзирование под воздействием невидимого скопления тёмной материи. Исследование, возглавляемое Сильке Бритцен из Института радиоастрономии Общества Макса Планка, указывает на потенциальную взаимосвязь между кратковременными изменениями в поведении струи и влиянием гравитационного поля объекта, который не может быть выявлен непосредственно.

PKS 2233-148 является блазаром – активным ядром далёкой галактики, характеризующимся выбросом мощных струй ионизированного вещества из своих полюсов. Эти струи движутся со скоростями, приближающимися к скорости света. Одна из этих струй направлена почти точно на Землю, что позволяет астрономам проводить детальное изучение процессов, протекающих в ней.

БлазарыБлазары рассматриваются как один из вероятных источников космических нейтрино – частиц, характеризующихся крайне слабым взаимодействием и способных преодолевать огромные расстояния во Вселенной. Предполагается, что мощные струи активных галактических ядер могут функционировать как ускорители частиц в космосе, генерируя нейтрино параллельно с широким спектром электромагнитного излучения.

Для регистрации подобных частиц используется обсерватория » IceCube, находящаяся под слоем антарктического льда. Её детекторы занимают территорию, эквивалентную одному кубическому километру, и регистрируют слабые световые импульсы, возникающие в результате взаимодействия высокоэнергетических нейтрино с ледяной структурой. Анализируя характеристики и временные интервалы этих сигналов, ученые способны определять направление прихода частиц и соотносить его с удалёнными астрофизическими объектами.

Тем не менее, одних лишь данных о регистрации нейтрино недостаточно для определения точной природы процесса, который их порождает. В связи с этим астрономы активно ведут поиск событий, сопровождающихся изменениями в электромагнитном излучении потенциального источника и регистрируемых одновременно с нейтринными потоками. Установление взаимосвязи между этими сигналами позволит сузить круг возможных физических механизмов генерации нейтрино.

С целью изучения PKS 2233-148 группа под руководством Сильке Бритцен провела повторный анализ данных наблюдений, охватывающих различные участки электромагнитного спектра. Радиоизлучение было зафиксировано американской сетью радиотелескопов Very Long Baseline Array, а гамма-излучение исследовалось с использованием космического телескопа Fermi-LAT, а рентгеновское излучение — обсерваторией Swift-XRT.

Совместный анализ позволил исследовательской группе отследить перемещение струи блазара и изменения в её положении во времени. В ходе этого процесса было выявлено отклонение траектории струи от прогнозируемой. Подобная аномалия проявилась и в гамма-излучении: на фоне обычной последовательности вспышек был зарегистрирован очень быстрый, дополнительный всплеск гамма-излучения.

Предполагается, что необычайно короткая длительность зафиксированной вспышки может быть обусловлена гравитационным линзированием. Этот эффект возникает вследствие того, что массивный объект находится на линии прямой видимости между наблюдателем и удалённым источником излучения. В соответствии с общей теорией относительности, гравитационное поле такого объекта искажает траекторию распространения света, что приводит к изменению видимой яркости и положения далёкого объекта.

В рассматриваемом сценарии астрономы предполагают возможность того, что перед PKS 2233-148 прошла компактная концентрация тёмной материи. Обнаружить собственное излучение этой структуры не представляется возможным, однако её гравитационное воздействие могло временно изменить наблюдаемую картину струи блазара и спровоцировать характерную кратковременную особенность в гамма-излучении.

В случае подтверждения данной интерпретации, PKS 2233-148 станет уже четвёртым вероятным источником космических нейтрино, для которого было зафиксировано гравитационное линзирование. При этом учёные отмечают особую значимость того факта, что наблюдаемый эффект может свидетельствовать не только о наличии тёмной материи, но и о её сложной, мелкомасштабной структуре.

Обнаружение подобных кратковременных явлений представляет собой сложную задачу, поскольку они характеризуются быстрой исчезаемостью и требуют одновременного наблюдения в различных диапазонах электромагнитного спектра. Таким образом, выявление возможного линзирования в PKS 2233-148 может открыть новый подход к изучению распределения тёмной материи, которая не поддаётся прямому наблюдению.

На последующем этапе исследователи намереваются провести поиск подобных явлений у других потенциальных источников космических нейтрино и сопоставить полученные результаты с информацией, собранной IceCube. В случае установления надёжной взаимосвязи между резкими колебаниями излучения блазаров, гравитационным линзированием и регистрацией нейтрино, это позволит глубже понять механизмы возникновения высокоэнергетических частиц в активных галактических ядрах.

В настоящий момент зафиксированный эффект может рассматриваться как вероятное указание на гравитационное линзирование, вызванное тёмной материей, однако не является прямым подтверждением существования подобного механизма. Для окончательного выявления того, стали ли аномальные изменения в PKS 2233-148 результатом прохождения сквозь струёй блазара невидимой концентрации тёмной материи, требуются дополнительные наблюдения.

Исследование опубликованоОб этом сообщается в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.