A Földre néző "Szauron szeme" képe

Az évtizedek óta tartó neutrínórejtély

A megfigyelt objektum a PKS 1424+240, egy blazár, amelyet a valaha ismert legfényesebb neutrínóforrásként azonosítottak. Korábban az IceCube Neutrino Obszervatórium észlelte, mivel rendkívül nagy energiájú neutrínókat bocsátott ki, és a földi Cherenkov teleszkóp által rögzített gammasugarakkal is fényesen izzott.

A paradoxon azonban abban rejlik, hogy a PKS 1424+240 rádiósugara túl lassan mozog, ami ellentmond annak a régóta fennálló hipotézisnek, hogy csak a nagy sebességű sugarak képesek ilyen erős sugárzást produkálni.

Nhìn vào bên trong nón tia plasma của blazar PKS 1424+240 bằng kính viễn vọng vô tuyến của Mảng Đường cơ sở Rất dài (VLBA). Nguồn: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/YY Kovalev và cộng sự.

A PKS 1424+240 blazár plazmakúpjának belsejébe pillantva a Very Long Baseline Array (VLBA) rádióteleszkóppal. Fotó: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/YY Kovalev et al.

15 évnyi folyamatos megfigyelés után a Nagyon Hosszú Alapvonalú Témával (VLBA), a tudósok rekonstruálták a blazár kitörésének eddigi legrészletesebb képét. Az eredmények egy közel tökéletes toroidális mágneses térszerkezetet mutatnak, amely egy tekercsrugóhoz hasonlóan működik, és a részecskéket maximális energiájukig nyomja – megmagyarázva mind a nagy energiájú neutrínókat, mind a gammasugarakat, amelyek ebből a forrásból kitörnek.

„Amikor rekonstruáltuk a képet, az teljesen lenyűgöző volt. Még soha nem láttunk ehhez hasonlót – egy szinte tökéletes mágneses tórust, amelynek egy sugárhajtása egyenesen felénk irányul” – mondta Jurij Kovalev kutató, a tanulmány vezető szerzője és a Max Planck Rádiócsillagászati Intézet (MPIfR) MuSES projektvezetője.

Ahogy a csapat elmagyarázza, mivel a jet szinte közvetlenül a Föld felé mutat, a fényét a relativisztikus hatások nagymértékben felerősítik. „Ez az elrendezés 30-szorosára vagy még nagyobb mértékben növeli a fényerőt. Ugyanakkor a jet lassan mozogni látszik – egy klasszikus optikai illúzió” – mondta Jack Livingston (MPIfR), a tanulmány társszerzője.

“Mắt Sauron” — một hình ảnh ấn tượng về luồng plasma trong blazar PKS 1424+240, nhìn trực diện. Luồng plasma này được bao quanh bởi một từ trường hình xuyến gần như hoàn hảo (hình ảnh màu cam). Nhờ thuyết tương đối hẹp, các tia gamma và neutrino năng lượng cao được chiếu mạnh về phía Trái Đất, mặc dù luồng plasma này trông có vẻ di chuyển chậm từ góc nhìn của chúng ta. Nguồn: YY Kovalev và cộng sự.

„Szauron szeme” – a PKS 1424+240 blazár plazmájának feltűnő képe, szemből nézve. A plazmát egy majdnem tökéletes toroidális mágneses mező veszi körül (narancssárga kép). A speciális relativitáselméletnek köszönhetően a nagy energiájú gamma-sugarak és neutrínók erősen a Föld felé irányulnak, bár a plazma a mi perspektívánkból lassan mozogni látszik. Kép forrása: YY Kovalev et al.

Ez egy rendkívül ritka lehetőséget kínál: a tudósok „egyenesen a blazár szívébe nézhetnek”, közvetlenül megfigyelhetik a mágneses tér szerkezetét a magban, ahol a plazmaáramok kialakulnak és felgyorsulnak.

A válasz egy kozmikus rejtélyre

A polarizált rádiójelek segítettek a csapatnak feltérképezni a mágneses mezőt, feltárva a spirális szerkezetet, amely kulcsszerepet játszik a plazma beindításában és fenntartásában. Ez lehetővé tette a tudósok számára, hogy elsőként erősítsék meg, hogy a szupermasszív fekete lyukakkal együttműködő galaktikus magok nemcsak az elektronokat, hanem a protonokat is gyorsítják – a korábban vitatott nagy energiájú neutrínók forrását.

„A rejtély megoldása megerősíti, hogy az aktív galaktikus magok a legerősebb kozmikus gyorsítók, amelyek képesek mind elektronokat, mind protonokat előállítani olyan energiákon, amelyek messze meghaladják a Földön található ember alkotta gyorsítók képességeit” – hangsúlyozta Kovalev.

A felfedezés egyben jelentős győzelmet jelent a MOJAVE program számára is, amely évtizedek óta küzd a fekete lyukakból kiinduló sugarak VLBA-k segítségével történő nyomon követésével. A nagyon hosszú bázisvonalú interferometria (VLBI) nevű technikával – amely a világ minden táján található rádióteleszkópokat köt össze egy Föld méretű „virtuális teleszkóp” létrehozása érdekében – a csapat példátlan csillagászati felbontást ért el.

„Amikor a projekt elindult, a távoli fekete lyukakból kilövellt sugarak és a kozmikus neutrínók közötti közvetlen kapcsolat kimutatása tudományos fantasztikumnak tűnt. Most, ezeknek a megfigyeléseknek köszönhetően, valósággá vált” – mondta Anton Zensus professzor, az MPIfR igazgatója és a MOJAVE társalapítója.

Ez a felfedezés megerősíti a spirális mágneses mezők, a relativisztikus jetek, a nagy energiájú neutrínók és a gammasugarak közötti kapcsolatot, és mérföldkövet jelent a több hírvivőn alapuló csillagászatban – ahol különböző típusú kozmikus jeleket (fény, neutrínók, gravitációs hullámok) kombinálnak az univerzum legszélsőségesebb jelenségeinek dekódolására.

Forrás: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/chup-duoc-hinh-anh-con-mat-cua-sauron-chieu-thang-ve-trai-dat/20250821040221998