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索伦之眼揭示宇宙未解之谜

天文学家首次清晰拍摄到一个名为 PKS 1424+240 的独特类星体,其喷流几乎正对地球。这一特殊视角揭示了喷流基部存在一个环状磁场,为了解超大质量黑洞如何产生高能粒子(如中微子)提供了关键线索。这项发现同时解释了一个长期存在的谜团:为何该天体看起来移动缓慢,却能释放出巨大的能量。

凝视宇宙深渊

PKS 1424+240 是一个“耀变体”(blazar),位于一个距地球 35 亿光年的活跃星系中心。它的本质是由一个超大质量黑洞驱动的强大辐射喷流。

  • 独特之处: 与其他耀变体不同,它的喷流几乎完美地对准了地球
  • 观测工具: 图像由一个横跨夏威夷到加勒比海的射电望远镜阵列合成,相当于一个直径超过 5000 英里的单一射电望远镜。
  • 重大意义: 这种罕见的排列方式,让科学家能以前所未有的清晰度“俯视”喷流内部。

“这是我们第一次从喷流内部获得如此清晰的图像。” — 天体物理学家 Yuri Kovalev

解开能量之谜

自 20 世纪 70 年代被发现以来,PKS 1424+240 一直困扰着天文学家。它看似移动缓慢,却是宇宙中最强大的伽马射线和高能中微子发射源之一。最新的观测为这个矛盾提供了合理解释。

  • 视觉错觉: 喷流的缓慢运动是一种“投影效应”。这就像观察一辆迎面驶来的火车,在它靠近你之前,看起来似乎很慢。
  • 能量放大: 由于喷流正对地球,其高能辐射(包括中微子)的亮度可能因狭义相对论效应而被放大
  • 核心发现: 图像揭示了喷流底部存在一个环状(甜甜圈形)磁场。这个磁场结构很可能起到了聚焦喷流和加速粒子的作用。

高能粒子的起源

科学家认为,高能中微子的存在是强大粒子加速器存在的直接证据。但这些粒子究竟是如何产生的,目前仍有不同观点。

  • 理论一:黑洞表面加速 Yuri Kovalev 认为,质子等较重的粒子在超大质量黑洞表面附近被加速到接近光速,从而产生了中微子。他将高能中微子称为“高效质子加速器的确凿证据”。

  • 理论二:喷流内部冲击波 另一位天文学家 Alan Marscher 提出,中微子也可能由喷流在向外扩展时产生的磁力冲击波所创造。

“这个非常奇特的耀变体,其喷流恰好几乎完美地对准了我们的视线……这种特殊的朝向让我们有机会直接研究通常无法触及的喷流区域。” — 天体物理学家 Raffaele D’Abrusco