Ένα από τα πιο μυστηριώδη αντικείμενα του σύμπαντος, το blazar PKS 1424+240, αποκαλύπτει σιγά σιγά τα μυστικά του. Για χρόνια προβλημάτιζε τους αστρονόμους, καθώς παρότι φαινόταν να εκπέμπει τεράστιες ποσότητες νετρίνων και ακτίνων γάμμα, η ραδιοεκπομπή του έμοιαζε παράδοξα αργή.
Mε τη βοήθεια δεδομένων που συλλέχθηκαν επί 15 χρόνια από το Very Long Baseline Array (VLBA), οι επιστήμονες κατάφεραν να αποκτήσουν μια βαθύτερη εικόνα στο εσωτερικό του, αποκαλύπτοντας μια «κρυφή μηχανή» που αλλάζει τα δεδομένα.
Το PKS 1424+240 βρίσκεται δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, ωστόσο χάρη στην τεχνολογία του VLBA η εικόνα που προέκυψε είναι χωρίς προηγούμενο σε ευκρίνεια. Όπως εξηγεί ο Yuri Kovalev, επικεφαλής της έρευνας στο Max Planck Institute for Radio Astronomy, το αποτέλεσμα ήταν εντυπωσιακό: μια σχεδόν τέλεια τοροειδής (δακτυλιοειδής) μαγνητική δομή που «αγκαλιάζει» τον πίδακα πλάσματος και φαίνεται να τροφοδοτεί την εκπομπή υψηλής ενέργειας.
Η συγκεκριμένη γεωμετρία δίνει μια μοναδική ευκαιρία στους επιστήμονες: ο πίδακας είναι στραμμένος σχεδόν ακριβώς προς τη Γη. Αυτό σημαίνει ότι, λόγω ειδικών σχετικιστικών φαινομένων, η λάμψη του ενισχύεται πάνω από τριάντα φορές, δημιουργώντας την ψευδαίσθηση μιας «αργής» κίνησης ενώ στην πραγματικότητα οι διεργασίες στο εσωτερικό του είναι καταιγιστικές. Όπως σημειώνει ο Jack Livingston, μέλος της ερευνητικής ομάδας, πρόκειται για ένα οπτικό τέχνασμα που έκρυβε μέχρι σήμερα την πραγματική ισχύ του blazar.
Η μελέτη της μαγνητικής δομής με πολωμένα ραδιοσήματα έδειξε ότι ο δακτύλιος αυτός λειτουργεί σαν ελατήριο: συγκρατεί και επιταχύνει σωματίδια σε ακραίες ταχύτητες. Έτσι μπορεί να εξηγηθεί γιατί το PKS 1424+240 εκπέμπει τόσο ισχυρές ακτίνες γάμμα και νετρίνα, παρότι η κλασική εικόνα του δεν φανέρωνε αρκετή ενέργεια. Με άλλα λόγια, οι μαγνητικές δίνες που σχηματίζονται γύρω από τον υπερμεγέθη μαύρη τρύπα του blazar είναι το κλειδί για την εκτόξευση σωματιδίων σε κοσμικές κλίμακες.
Η ανακάλυψη αυτή αποτελεί σημαντικό σταθμό στο πεδίο της πολυμηνυματικής αστρονομίας (multimessenger astronomy), που συνδυάζει διαφορετικά «σήματα» από το Διάστημα (ακτινοβολία, σωματίδια, βαρυτικά κύματα) για να αποκαλύψει τη φύση των πιο ακραίων ουράνιων φαινομένων. Όπως τονίζει ο Kovalev, τα ενεργά γαλαξιακά κέντρα με υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες δεν είναι μόνο οι ισχυρότεροι επιταχυντές ηλεκτρονίων, αλλά και πρωτονίων, κάτι που εξηγεί την προέλευση των παρατηρούμενων νετρίνων υψηλής ενέργειας.
Η έρευνα εντάσσεται στο πλαίσιο του MOJAVE, ενός μακροχρόνιου προγράμματος παρακολούθησης πίδακων σε ενεργούς γαλαξίες μέσω του VLBA. Η τεχνική που χρησιμοποιείται, γνωστή ως Very Long Baseline Interferometry (VLBI), ενώνει ραδιοτηλεσκόπια σε ολόκληρη τη Γη, σχηματίζοντας ουσιαστικά ένα εικονικό τηλεσκόπιο μεγέθους πλανήτη. Αυτό προσφέρει τη μέγιστη δυνατή ανάλυση στην αστρονομία και δίνει τη δυνατότητα να μελετηθούν λεπτομέρειες πίδακων σε κοσμικές αποστάσεις.
Για τον Anton Zensus, διευθυντή του MPIfR και συνιδρυτή του προγράμματος, η εξέλιξη αυτή είναι η πραγμάτωση ενός ονείρου.
Όταν ξεκινήσαμε το MOJAVE, η ιδέα ότι κάποτε θα συνδέαμε άμεσα πίδακες από μαύρες τρύπες με κοσμικά νετρίνα έμοιαζε επιστημονική φαντασία. Σήμερα βλέπουμε αυτό το όραμα να γίνεται πραγματικότητα.
Το PKS 1424+240 έχει αποκτήσει το παρατσούκλι «Eye of Sauron», καθώς οι εικόνες που προκύπτουν από την ανάλυση του θυμίζουν το διάσημο φλεγόμενο μάτι από τη λογοτεχνία. Και πράγματι, το βλέμμα του είναι στραμμένο απευθείας προς εμάς, επιτρέποντας στους ερευνητές να δουν όσο ποτέ άλλοτε βαθιά μέσα σε έναν πίδακα που ξεκινά από τον λαιμό ενός ενεργού γαλαξία.
Το MuSES (Multi-messenger Studies of Energetic Sources), το ερευνητικό πρόγραμμα που στηρίζει αυτή τη δουλειά, στοχεύει ακριβώς σε τέτοιες ανακαλύψεις: να ξεδιαλύνει πώς οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες μετατρέπουν τη βαρύτητα και την ύλη που τις περιβάλλει σε ενέργεια ικανή να εκτοξεύει σωματίδια σε ταχύτητες και ενέργειες που κανένας ανθρώπινος επιταχυντής δεν μπορεί να επιτύχει.
[via]
