Следы темной материи? Астрономы обнаружили странное смещение струи блазара и необычную гамма-вспышку

Астрономы обнаружили, что джет далекого блазара был гравитационно линзирован невидимым источником темной материи. 

Результаты исследования, проведенного под руководством Сильке Бритцен из Института радиоастрономии им. Макса Планка в Германии, могут оказаться особенно важными для наблюдений за космическими нейтрино, которые, вероятно, в большом количестве образуются наряду с широким спектром электромагнитных волн в джетах блазаров.

Если их интерпретации верны, они могут помочь астрономам лучше понять далекое и загадочное происхождение этих почти лишенных массы и заряда частиц.

Результаты их исследований были опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Нейтринная обсерватория IceCube, оснащенная тысячами детекторов, встроенных в кубический километр антарктического льда, способна обнаруживать мельчайшие вспышки света, возникающие при взаимодействии космических нейтрино со льдом. Отслеживая траектории этих вспышек, астрономы могут точно определить происхождение нейтрино в далеких галактиках. Однако многое ученым до сих пор непонятно, например, как именно образуются эти неуловимые частицы.

Особенно привлекательной целью для IceCube является блазар под названием PKS 2233−148: активное галактическое ядро, испускающее струи ионизированного вещества с каждого своего полюса. При этом струи движутся со скоростью, близкой к скорости света.

«Эти крупномасштабные струи являются космическими ускорителями и могут генерировать нейтрино», — объясняет Бритцен. «Мы изучаем их, чтобы выявить любые особенности, которые могли бы помочь нам лучше понять излучение нейтрино».

В своем последнем исследовании команда Бритцена пересмотрела наблюдения PKS 2233−148 с высоким разрешением во всем электромагнитном спектре, включая радиоастрономические наблюдения с помощью сети антенн Very Long Baseline Array (VLBA), расположенной по всей территории США; гамма-лучевые наблюдения с помощью космического телескопа Fermi-LAT; и рентгеновские данные, полученные с помощью обсерватории Swift-XRT. На основе этих объединенных измерений исследователи смогли точно определить движение струи блазара и ее изменения во времени.

Реклама:

Анализ дал многообещающий результат. «Мы очень рады, что обнаружили ранее не наблюдавшиеся явления в джетах, а также в кривой блеска гамма-излучения», — говорит Бритцен.Самое важное, что измерения показали, что джет PKS 2233−148 внезапно сместился со своей ожидаемой траектории. «Подобное явление было обнаружено и на кривой блеска гамма-излучения: очень быстрая гамма-вспышка поверх более регулярных вспышек», — описывает Бритцен. «Временной масштаб вспышки может быть потенциальным признаком линзирования темной материи».

Гравитационное линзирование происходит, когда масса проходит перед удаленным источником света. Вследствие законов теории относительности, масса искривляет траекторию света, движущегося к нам, искажая и смещая видимое положение источника, находящегося позади нее.

Если интерпретация группы верна, невидимое скопление темной материи прошло перед PKS 2233−148, временно линзировав его джет. Это сделает блазар четвертым вероятным источником космических нейтрино, когда-либо обнаруженных в результате гравитационного линзирования.