Работа международной группы под руководством Сильке Бритцен из Института радиоастрономии имени Макса Планка опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Особый интерес к PKS 2233-148 связан с тем, что блазары рассматриваются как одни из вероятных источников высокоэнергетических космических нейтрино.
Блазар представляет собой активное ядро далекой галактики, в центре которой находится сверхмассивная черная дыра. Падающее к ней вещество разогревается, а часть материала выбрасывается в пространство в виде гигантских релятивистских джетов. Частицы в таких струях способны двигаться со скоростью, близкой к скорости света.
PKS 2233-148 особенно удобен для наблюдений, поскольку один из его джетов направлен почти в сторону Земли. Благодаря этому релятивистские эффекты усиливают наблюдаемое излучение. Подобные объекты фактически работают как природные космические ускорители частиц, превосходящие по энергии земные установки.
Одним из продуктов экстремальных процессов могут быть нейтрино — электрически нейтральные элементарные частицы с чрезвычайно малой массой. Они почти не взаимодействуют с обычным веществом и способны пролетать через звезды, планеты и огромные слои вещества практически без препятствий. Именно это делает их одновременно ценными носителями информации и чрезвычайно сложными объектами для наблюдений.
Для регистрации космических нейтрино используется обсерватория IceCube, расположенная в Антарктиде. Тысячи фотодетекторов находятся внутри примерно кубического километра прозрачного льда. Когда редкое нейтрино взаимодействует с веществом, возникающие частицы могут породить слабую световую вспышку. По ее характеристикам ученые восстанавливают направление, откуда пришла частица.
Однако одного обнаружения нейтрино недостаточно. Чтобы установить его астрофизический источник, исследователи стараются одновременно искать изменения в радио-, рентгеновском и гамма-излучении предполагаемого объекта. Такое сочетание разных каналов наблюдений называют многоканальной астрономией.
Для изучения PKS 2233-148 команда объединила данные нескольких инструментов: радионаблюдения сети Very Long Baseline Array, гамма-наблюдения Fermi-LAT и рентгеновские измерения Swift-XRT. Это позволило проследить структуру джета и изменение яркости блазара на протяжении времени.
Анализ выявил необычную особенность. Видимая траектория джета неожиданно отклонилась от ожидаемого положения. Примерно в тот же период на кривой гамма-излучения появилась чрезвычайно короткая вспышка, наложенная на более обычные изменения активности источника.
Исследователи рассматривают гравитационное линзирование как возможное объяснение обоих явлений. Согласно общей теории относительности, массивный объект искривляет пространство-время и тем самым изменяет путь проходящего рядом света. Для земного наблюдателя далекий источник может выглядеть смещенным, искаженным или временно стать ярче.
В данном случае роль линзы могла выполнить не звезда или галактика, а невидимая субструктура тёмной материи. Если такое скопление прошло точно между Землей и блазаром, оно могло кратковременно изменить видимое положение отдельных компонентов джета и усилить его излучение.
Именно кратковременность гамма-вспышки рассматривается как один из возможных признаков такого микролинзирования. Если интерпретация подтвердится, наблюдение станет редкой возможностью изучать небольшие концентрации тёмной материи не по их собственному излучению, которого мы не видим, а по гравитационному воздействию на расположенные за ними объекты.
При этом речь пока идет о гипотезе, а не об окончательном обнаружении тёмной материи. Необычное поведение джета может иметь и другие астрофизические объяснения, связанные с внутренней динамикой самого блазара. Для подтверждения сценария необходимы дополнительные наблюдения и поиск аналогичных событий.
Особенно интригующей становится возможная связь с нейтрино. Если астрономам удастся обнаруживать линзированные блазары и одновременно регистрировать приход высокоэнергетических нейтрино из тех же областей неба, появится новый способ исследовать процессы, происходящие возле сверхмассивных черных дыр.
Такие наблюдения потенциально способны решать сразу две фундаментальные задачи: выяснять происхождение наиболее энергичных космических нейтрино и исследовать распределение тёмной материи в масштабах, которые сложно изучать другими методами. PKS 2233-148 в таком случае станет своеобразной естественной лабораторией, где две крупнейшие загадки современной астрофизики могут оказаться связаны одним наблюдаемым эффектом.
- Понравилось: 24
А затем «Добавить на главный экран». 