Een object om miljarden lichtjaren heeft een foto achtergelaten die de wereld rond is gegaan: het silhouet van een straalvliegtuig en een ring die de mythische 'Oog van Sauron'Dit is de blazar PKS 1424+240, een van de actieve galactische kernen meest energieke bekende, waarvan het uiterlijk en de enorme helderheid zijn gereconstrueerd met een ongekend detailniveau.
Achter dat beeld schuilt 15 jaar observaties met zeer lange basislijninterferometrie en de deelname van internationale teams. Het resultaat is niet alleen een opvallend beeld: geeft solide aanwijzingen over campos magnetos, relativistische jets en hoogenergetische neutrino's, essentiële onderdelen voor het begrijpen van de extreme fysica van de kosmos.
Wat is PKS 1424+240 en waarom roept het het 'Oog van Sauron' op?
PKS 1424+240 is een blazar: een type actieve galactische kern met een superzwaar zwart gat In het centrum ervan worden plasmastralen gelanceerd met een snelheid die dicht bij die van het licht ligt. De bijna directe oriëntatie op de aarde vergroot de schijnbare helderheid en vergemakkelijkt de studie ervan met grote duidelijkheid.
Deze uitlijning maakt het object een van de helderdere bronnen in gammastraling en verbindt deze ook met hoogenergetische neutrino's gedetecteerd door het IceCube-observatorium op Antarctica. De combinatie van signalen met verschillende golflengtes en deeltjes maakt het een belangrijk doelwit voor multi-messenger astronomie.
Hoewel het uiterlijk lijkt op een gloeiend oog in het donker, is wat er in werkelijkheid wordt waargenomen de signatuur van een magnetisch veld en een relativistische straaljager die bijna frontaal wordt gezien. Deze geometrie verklaart veel van zijn observationele eigenaardigheden.
Een ongekend beeld na 15 jaar radiotelescopen
De wederopbouw is tot stand gekomen met de Zeer lange basislijnarray (VLBA), een netwerk van antennes die, gecombineerd, fungeren als een virtuele telescoop ter grootte van de aarde. Dankzij de techniek VLBI, verkregen de onderzoekers een hoekresolutie in staat om gedetailleerd in kaart te brengen interne structuur van de straal.
Uit de analyse bleek dat toroïdale morfologie magnetisch veld bijna perfect en een straaljager die praktisch in onze gezichtslijn wijst. Deze opstelling verklaart waarom de blazar kan verschijnen. abnormaal langzaam op de radio, ondanks zijn enorme kracht: het is een projectie-effect wat de werkelijke snelheid verhult.
Deskundigen, waaronder Joeri Kovalev y Jack Livingston, merk op dat de uitlijning de schijnbare helderheid met een factor van ongeveer 1000 versterkt. 30 keer als gevolg van relativistische effecten. Dit bevoorrechte perspectief stelt ons in staat om de hart van de relativistische straaljager met een zeer ongebruikelijke helderheid.
Bovendien helpt de geometrie van het magnetische veld om te begrijpen hoe het is collimeert het plasma en welke rol magnetisme speelt bij de versnelling van deeltjes tot extreme energieën, een proces dat moeilijk te isoleren is zonder zulke fijne beelden.
Wetenschappelijke sleutels: neutrino's, magnetische velden en schijnbare snelheid
Uit het onderzoek blijkt dat deze actieve kernen niet alleen de snelheid van de elektronenmaar ook protonen, uit wiens interactie hoogenergetische neutrino's ontstaan. De associatie van PKS 1424+240 met gebeurtenissen geregistreerd door Ijsblokje versterkt de verbinding tussen relativistische jets en de neutrinoproductie.
Als je de straaljager bijna recht van voren ziet, worden bepaalde waargenomen grootheden veroorzaakt, zoals de helderheid— wordt ontslagen, terwijl de schijnbare kinematica kan misleidend zijn. De hoge resolutie afbeelding maakt het mogelijk om duidelijk onderscheid te maken tussen de geometrie en relativiteit en wat de intrinsieke natuurkunde van de straaljager is.
De toroïdale vorm van het magnetische veld past bij scenario's waarin magnetisme speer en gids het plasma, waardoor het over grote afstanden gecollimeerd blijft. Deze architectuur is essentieel voor het behoud extreme emissies in gammastraling en vergemakkelijken de vorming van neutrino's.
Langdurige observatie maakt het ook mogelijk om de evolutie van de straaljager en theoretische modellen vergelijken over hoe energie wordt overgedragen van de omgeving van het zwarte gat naar galactische schaal.