Астрономы обнаружили «Око Саурона» в глубоком космосе

«Око Саурона»: джет в блазаре PKS 1424+240, окружённый почти идеальным тороидальным магнитным полем. Высокоэнергетические гамма-лучи и нейтрино направлены прямо на Землю, хотя сам джет кажется медленно движущимся. Автор: Ю.Ю. Ковалёв и др.

Потрясающее новое изображение космического джета помогло астрономам раскрыть тайну необычно яркого излучения высокоэнергетических гамма-лучей и нейтрино от загадочного небесного объекта. Источником оказался блазар — тип активной галактики, питаемой сверхмассивной чёрной дырой, поглощающей материю в центре галактики. Учёные запечатлели то, что напоминает мифическое «Око Саурона» в далёкой Вселенной, и, возможно, решили десятилетнюю космическую загадку.

Исследователи сделали открытие, которое поможет понять, как, казалось бы, медленно движущийся блазар PKS 1424+240 может быть одним из самых ярких источников высокоэнергетических гамма-лучей и космических нейтрино. Работа опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.

Блазар PKS 1424+240, расположенный в миллиардах световых лет от нас, долгое время ставил астрономов в тупик. Он выделялся как самый яркий известный источник нейтрино (обнаруженный обсерваторией IceCube) и излучал гамма-лучи очень высокой энергии, зафиксированные наземными черенковскими телескопами. Однако его радио-джет казался медленным, что противоречило ожиданиям, будто только самые быстрые джеты могут быть такими яркими.

Теперь, благодаря 15 годам сверхточных радио-наблюдений с помощью Very Long Baseline Array (VLBA), учёные создали детальное изображение этого джета с беспрецедентным разрешением.

«Когда мы восстановили изображение, оно выглядело потрясающе, — говорит Юрий Ковалёв, ведущий автор исследования. — Мы никогда не видели ничего подобного: почти идеальное тороидальное магнитное поле с джетом, направленным прямо на нас».

Поскольку джет направлен почти точно в сторону Земли, его высокоэнергетическое излучение значительно усиливается эффектами специальной теории относительности. «Такое выравнивание увеличивает яркость в 30 и более раз, — объясняет Джек Ливингстон, соавтор исследования. — При этом из-за проекционных эффектов джет кажется медленным — это классическая оптическая иллюзия».

Эта геометрия позволила учёным заглянуть прямо в сердце джета блазара — крайне редкая возможность. Поляризованные радиосигналы помогли команде изучить структуру магнитного поля, выявив его вероятную спиральную или тороидальную форму. Эта структура играет ключевую роль в формировании и ускорении плазменного потока, а также может быть важна для разгона частиц до экстремальных энергий.

«Решение этой загадки подтверждает, что активные ядра галактик со сверхмассивными чёрными дырами — не только мощные ускорители электронов, но и протонов, что объясняет происхождение наблюдаемых высокоэнергетических нейтрино», — заключает Ковалёв.

Внутренняя структура джета блазара PKS 1424+240, запечатлённая радиотелескопом VLBA. Автор: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/Y.Y. Kovalev et al.

Это открытие стало триумфом программы MOJAVE, многолетнего проекта по наблюдению за релятивистскими джетами в активных галактиках. Учёные используют метод интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI), объединяя радиотелескопы по всему миру в виртуальный телескоп размером с Землю. Это обеспечивает наивысшее разрешение в астрономии, позволяя изучать мельчайшие детали далёких космических джетов.

«Когда мы начинали MOJAVE, идея связать джеты чёрных дыр с космическими нейтрино казалась научной фантастикой. Сегодня наши наблюдения делают её реальностью», — говорит Антон Зенсус, директор MPIfR и сооснователь программы.

Этот результат укрепляет связь между релятивистскими джетами, высокоэнергетическими нейтрино и ролью магнитных полей в формировании космических ускорителей, отмечая важную веху в многоканальной астрономии.

Подробнее: Y.Y. Kovalev et al, Looking into the jet cone of the neutrino-associated very high-energy blazar PKS 1424+240, Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202555400