耀變體PKS 1424+240噴流藝術概念圖。由於其噴流正對地球,天文學家得以利用甚長基線陣列(VLBA)望遠鏡,以前所未有的解析度窺探其核心結構(方框內放大圖)。(圖擷取自NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/Y.Y. Kovalev et al.)
〔編譯陳成良/綜合報導〕宛如電影《魔戒》中的「索倫之眼」(Eye of Sauron),天文學家捕捉到一個正對地球發射的宇宙噴流,其驚人影像不僅揭示了完美的環形磁場結構,更一舉解開了「耀變體」(blazar)如何將粒子加速至極端能量的長期謎團。
根據《科技日報》(SciTechDaily)報導,這個名為PKS 1424+240的耀變體,長期以來讓科學家困惑不已。它雖是已知最明亮的中微子(neutrino)來源之一,但其噴流的視運動速度卻異常緩慢,不符現有理論。
耗時15年觀測 揭開「光學錯覺」真相
經過長達15年的精密監測,由德國馬克斯.普朗克射電天文研究所(MPIfR)天文學家科瓦列夫(Yuri Kovalev)領導的團隊,利用甚長基線陣列(VLBA)繪製出迄今最詳細的噴流影像。
科瓦列夫在聲明中表示:「我們從未見過如此景象,一個近乎完美的環形磁場,其噴流正對著我們。」
研究人員解釋,正是因為噴流正對地球,相對論效應使其亮度被放大了30倍以上,同時投影效應也讓它看起來移動緩慢,這是一種經典的「光學錯覺」。這個罕見的視角,讓科學家得以直視耀變體噴流的核心,並發現其環狀磁場,如同一個盤繞的彈簧,將粒子加速至驚人能量。
這項發表於《天文與天體物理學》(Astronomy & Astrophysics)期刊的研究,證實了活躍星系核不僅是電子的加速器,也是質子的加速器,從而解釋了觀測到的高能中微子起源。
耀變體PKS 1424+240的噴流影像,因其外觀而被暱稱為「索倫之眼」。圖中橘色線條描繪出一個近乎完美的環形磁場,正是此結構將粒子加速至極端能量,解開了該耀變體高能中微子起源的長期謎團。(圖擷取自Y.Y. Kovalev et al.)