Астрономы доказали, что выбросы черных дыр способны порождать пучки нейтрино
«Когда мы получили изображение этого объекта, оно оказалось просто потрясающим. Мы никогда раньше не видели ничего подобного — почти идеально тороидальное магнитное поле и выброс сверхмассивной черной дыры, направленный ровно в нашу сторону. Эти снимки подтвердили, что активные ядра галактик являются не только ускорителями электронов, но и протонов, которые, в свою очередь, порождают пучки нейтрино высоких энергий», — пояснил профессор MPIfR Юрий Ковалев, чьи слова приводит пресс-служба института.
Ученые из России и Европы уже много лет изучают структуру и свойства джетов — узких пучков материи, выбрасываемых сверхмассивными черными дырами и разогнанных до околосветовых скоростей. Ученых давно интересует то, как формируются эти выбросы и какую роль они могут играть в наполнении Вселенной различными частицами высоких энергий, которые приходят на Землю из внегалактических источников.
Несколько лет назад российские и зарубежные исследователи обнаружили, что некоторые блазары — сверхмассивные черные дыры, чьи выбросы направлены в сторону Земли, — находятся в тех же регионах космоса, откуда на Землю прилетают нейтрино сверхвысоких энергий, фиксируемые при помощи антарктической обсерватории IceCube. Это породило интерес к изучению того, каким образом блазары и прочие сверхмассивные черные дыры могут «разгонять» эти частицы.
Мощнейшие ускорители частиц во Вселенной
Астрофизики сделали большой шаг к получению ответа на этот вопрос во время наблюдений за блазаром PKS 1424+240, расположенном в созвездии Волопаса на расстоянии в 5,7 млрд световых лет от Земли. Он привлекает внимание ученых тем, что наблюдения за его джетом в радиоволнах и гаммаволновой части спектра указывают на совершенно разную скорость движения выброса, причем наблюдения в радиоволнах ставили под сомнение возможность разгона протонов и других частиц в окрестностях джета.
Ученые проверили, так ли это на самом деле, для чего ученые объединили множество снимков джета PKS 1424+240, которые были получены радиотелескопом VLBA с мая 2009 года по январь текущего года, при помощи методики, ранее разработанной российскими астрофизиками. Полученные «фотографии» джета помогли астрофизикам раскрыть трехмерную структуру его магнитного поля и обнаружить, что оно обладает спиральной, или тороидальной, формой.
Подобная форма магнитного поля выброса PKS 1424+240 и его почти идеальная направленность в сторону Земли, как отмечают специалисты, объясняют расхождения в замерах скорости движения джета, полученных при помощи разных типов телескопов. Также замеры астрофизиков говорят в пользу того, что магнитное поле джета обладает достаточной силой для разгона протонов и других тяжелых частиц до околосветовых скоростей.
Последующие наблюдения за этим выбросом, который ученые окрестили «оком Саурона» из-за характерного облика магнитного поля джета на снимках с VLBI, помогут астрофизикам понять, где и как возникают и разгоняются протоны и прочие частицы, порождающие пучки нейтрино высоких энергий и гамма-волн. Понимание этого значительно расширит представления ученых о самых мощнейших природных ускорителях частиц Вселенной, подытожили Ковалев и его коллеги.
