Блазар с сюрпризом: ученые заподозрили гравитационное линзирование в джете TXS 0506+056

Необычное поведение джета, исходящего из активного ядра далекой галактики TXS 0506+056, привлекло внимание международной группы астрофизиков. В результате анализа радиоданных, собранных за более чем десятилетие, ученые обнаружили признаки, которые могут указывать на то, что струя плазмы подвергается гравитационному линзированию. Эти результаты, опубликованные в журнале Astronomy & Astrophysics, могут существенно изменить представления об устройстве джетов блазаров и их связи с высокоэнергетическими нейтрино.

TXS 0506+056 известен как первый подтвержденный источник астрофизического нейтрино: в 2017 году детектор IceCube зафиксировал частицу IceCube-170922A, совпавшую по направлению с этим блазаром. Архивные данные показали, что всплески нейтринной активности происходили и раньше, в 2014–2015 годах. А в 2021–2022 годах нейтрино из того же региона вновь были зарегистрированы обсерваториями Baikal-GVD и IceCube.

В это же время в радиодиапазоне происходили не менее интересные события. Изображения, полученные с помощью сети радиотелескопов VLBA в диапазонах 8 и 15 ГГц за 2010–2023 годы, зафиксировали существенные изменения формы джета. Если в начале наблюдений он выглядел как пересечение двух струй, то со временем начал упорядочиваться, образуя дуги и кольцеобразные структуры. Особенно выраженное «кольцо» появилось в период с 2016 по 2019 годы — совпав с радиовспышкой, сопровождавшейся падением оптической яркости. Это может быть следствием гравитационного линзирования — эффекта, при котором массивный объект искривляет траектории лучей света от удаленного источника.

Интересно, что в данных нет следов линзирующей галактики, что наводит на мысль: линзу может представлять собой одиночная массивная черная дыра или даже вторая черная дыра в составе двойной системы, к которой относится TXS 0506+056.

Анализ морфологии джета выявил сегментированные дуги, пересекающиеся струи и полные кольцевые образования. Эти особенности могут указывать на фазы гравитационного линзирования, при которых джет наблюдается в виде множественных изображений. Проведенное моделирование показало: поведение джета можно качественно воспроизвести при помощи линзирования на черной дыре. Однако аномальное направление движения компонентов струи, которое не совпадает с известными случаями, остается пока не объясненным.

«TXS 0506+056 демонстрирует морфологию, не похожую ни на один другой джет блазара. Мы предполагаем, что его необычный вид может быть напрямую связан с источником нейтрино сверхвысоких энергий, — говорит Илья Пащенко, старший научный сотрудник МФТИ. — Вероятным объяснением является гравитационное линзирование. Дальнейшие наблюдения помогут подтвердить или опровергнуть эту гипотезу».

Ученые планируют продолжить радионаблюдения и искать дополнительные доказательства наличия линзирующего объекта. Если гипотеза подтвердится, она откроет новые возможности в исследовании массивных черных дыр, тонкой структуры джетов и механизмов генерации нейтрино. Это также поможет совершенствовать методы поиска и классификации источников астрофизических нейтрино.

В исследовании принимали участие специалисты из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, Казанского федерального университета, Московского физико-технического института, а также из Германии, ЮАР, Венгрии, Австрии, Чехии и Грузии.

Источник: Необычная внутренняя структура струи, исходящей из активного ядра галактики, привлекла внимание ученых — За науку