天文学家日前捕捉到一个正对地球发射的宇宙喷流,其惊人影像宛如电影《魔戒》中的“索伦之眼”(Eye of Sauron),揭示了完美的环形磁场结构,并解开“耀变体”(blazar)如何加速粒子的谜团。
这个耀变体名为PKS 1424+240,是已知最明亮的中微子(neutrino)来源之一。然而,它喷流的视运动速度异常缓慢,长期困扰科学界。为此,德国马克斯·普朗克射电天文研究所主导的团队耗时15年,利用甚长基线阵列(VLBA)绘制出迄今最详细的喷流图像。
研究发现,该喷流正对地球,相对论效应使其亮度被放大30倍以上,同时造成移动缓慢的“光学错觉”。这独特视角让科学家首次清楚观察到喷流核心,发现一个近乎完美的环形磁场,如盘绕弹簧般加速粒子至极高能量。
该成果发表在《天文与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)期刊,证实活跃星系核不只是电子加速器,也能加速质子,有助解释高能中微子的来源。
耀变体PKS 1424+240喷流艺术概念图。由于其喷流正对地球,天文学家得以利用甚长基线阵列(VLBA)望远镜,以前所未有的分辨率窥探其核心结构(方框内放大图)。(图撷取自NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/Y.Y. Kovalev et al.)
耀变体PKS 1424+240的喷流影像,因其外观而被昵称为“索伦之眼”。图中橘色线条描绘出一个近乎完美的环形磁场,正是此结构将粒子加速至极端能量,解开了该耀变体高能中微子起源的长期谜团。(图撷取自Y.Y. Kovalev et al.)