Przez piętnaście lat zespół astronomów badał nietypowe źródło promieniowania w odległej galaktyce. Efekt ich pracy zaskoczył nawet doświadczonych badaczy – obraz blazara PKS 1424+240 przypomina bowiem „Oko Saurona” z filmowej adaptacji „Władcy Pierścieni” J.R.R. Tolkiena. To niezwykłe „spojrzenie” z kosmosu pomogło rozwikłać zagadkę potężnej emisji energii.
Czym jest blazar?
Blazary należą do najbardziej ekstremalnych form galaktyk aktywnych. W ich centrach znajdują się supermasywne czarne dziury pochłaniające ogromne ilości materii. Emitują one promieniowanie obejmujące całe spektrum – od światła widzialnego po fale gamma.
Blazar PKS 1424+240 od dawna intrygował naukowców. Jest on najjaśniejszym znanym źródłem neutrin, co potwierdziło Obserwatorium IceCube. Problem polegał na tym, że jego ruch pozornie wydawał się zbyt wolny, by wytwarzać tak potężną energię.
Niezwykłe „Oko Saurona”
Rozwiązanie przyniosły wieloletnie obserwacje prowadzone z użyciem systemu radioteleskopów Very Long Baseline Array (VLBA) – sieci urządzeń rozsianych po całym świecie, działających jak pojedynczy teleskop wielkości planety.
Dzięki tej technologii udało się uzyskać rekordową rozdzielczość i zajrzeć do samego centrum kosmicznego dżetu. Efekt zachwycił naukowców. – Nigdy nie widzieliśmy czegoś podobnego: niemal idealne toroidalne pole magnetyczne ze złączonym dżetem skierowanym prosto w naszą stronę – mówi lider projektu Yuri Kovalev z Max Planck Institute for Radio Astronomy w Bonn.
Plazmowy dżet uformował obraz przypominający koncentryczne pierścienie z centralnym punktem – „spojrzeniem” wymierzonym w Ziemię, łudząco podobnym do tolkienowskiego Oka Saurona.
Iluzja relatywistyczna
Okazało się, że za nietypowy wygląd i pozornie wolny ruch odpowiada szczególna teoria względności. Występuje tu efekt Dopplera, w którym promieniowanie emitowane przez obiekt poruszający się wprost ku obserwatorowi może zostać rozjaśnione nawet wielokrotnie. Jednocześnie, na skutek złudzenia optycznego, dżet wydaje się poruszać wolniej.
Podobny efekt można zaobserwować na Ziemi – na przykład w zmianie tonu dźwięku syreny karetki, gdy pojazd zbliża się lub oddala.
Nowe możliwości
Kosmiczne „Oko Saurona” to nie tylko widowiskowy obraz, ale też ważne narzędzie naukowe, które pozwala badać obszary w pobliżu supermasywnych czarnych dziur z niespotykaną dotąd dokładnością.
Badania wykazały, że aktywne jądra galaktyk działają jak potężne akceleratory zarówno elektronów, jak i protonów. Wyniki te mogą być kluczem do rozwiązania zagadek dotyczących źródeł promieni kosmicznych oraz natury procesów zachodzących w ekstremalnych rejonach Wszechświata.
– To dopiero początek. Teraz wiemy, gdzie patrzeć i jakich narzędzi używać, aby zobaczyć więcej – podsumowuje Kovalev.
Czytaj też:
„Błyski jasnoniebieskiego światła” nad Polską. Eksperci zabrali głos
Czytaj też:
Tam morze krzyczy. „To nie są zwykłe fale”