Ученые САО РАН вместе с российскими и зарубежными коллегами изучают активные ядра галактик (АЯГ) — самые мощные объекты Вселенной. Особый интерес представляет подкласс блазаров — благодаря ориентации релятивистской струи (джета), вылетающей из областей вблизи сверхмассивной черной дыры. У блазаров эта струя направлена прямо на нас, а релятивистские эффекты приводят к тому, что мы видим их намного ярче, чем они есть на самом деле (Рис. 1). Интерес к блазарам резко вырос после сентября 2017 г., когда обсерватория IceCube в Антарктиде зарегистрировала частицу нейтрино с невероятно высокой энергией 290 ТэВ (более 200 триллионов электрон-вольт). Она прилетела с направления на рядовой блазар TXS 0506+056.

    Регистрация нейтрино таких энергий стала возможной в последнее десятилетие благодаря вводу в строй нейтринных детекторов, расположенных в водных и ледяных глубинах, размеры которых измеряются кубическими километрами. Низкая точность локализации источников нейтрино не позволяет достоверно указать на объект, который их произвел. Однако, астрофизикам удалось обнаружить статистическую связь между положением ярких АЯГ на небе и направлением прихода нейтрино. А самое главное — в момент прилета нейтрино эти галактики обычно переживают мощнейшую вспышку. Поэтому в последние годы АЯГ все чаще рассматриваются как возможные ускорители протоновтак как известно, что нейтрино рождаются и с помощью протонов, разогнавшихся до скоростей, близких к скорости света.

Рис. 1. Блазары — потенциальные источники загадочных нейтрино (в представлении художника, © 2026 Чмырева Е. / САО РАН)

    В декабре 2021 года сразу несколько детекторов по всему миру — от Байкала до Антарктиды и Средиземного моря поймали нейтрино высоких энергий в направлении на яркий блазар PKS 0735+178. Чтобы понять, было ли событие 2021 года отдельным эпизодом или частью долговременной активности источника, ученые САО РАН совместно с российскими и зарубежными организациями собрали архивные данные наблюдений PKS 0735+178 за 30 лет (1995-2026 г.), полученные на телескопах САО РАН — радиотелескопе РАТАН-600 и оптических телескопах Цейсс-1000 и AS-500/2, а также орбитального гамма-телескопа Fermi-LAT и данные с десятка других наземных обсерваторий.

    Заглянув в прошлое PKS 0735+178, астрофизики обнаружили ряд интересных закономерностей — нетепловое излучение блазара (возникает не из-за нагрева плазмы, а из-за ускорения частиц в магнитном поле) сначала усиливается в гамма- и оптическом диапазоне, потом, с задержкой в несколько лет, как эхо, вспыхивает в радиодиапазоне (Рис. 2). Такая картина хорошо согласуется с современными представлениями об едином источнике излучения — популяции релятивистских электронов или протонов, излучающих в сильном магнитном поле струи, вылетающей из окрестностей центральной сверхмассивной черной дыры.

Рис. 2. Движение искривленного релятивистского джета блазара PKS 0735+178 (в представлении художника, © 2026 Муфахаров Т.В. / XAO CAS). Расстояние между областями излучения и временная задержка оценены по 30-летним кривым блеска.

    Вторая интересная особенность — в декабре 2021 г. оптическая вспышка пришла раньше гамма-всплеска на 12 дней, а нейтрино прилетело как раз между ними. Эта почти двухнедельная задержка разрушает представление о том, что излучение приходит из одной и той же компактной области струи, наоборот, она сигнализирует, что вспышка сначала загорается в одной области, а потом — в другой. То есть область и структура излучения сложнее, чем мы думали.

    Третья закономерность — измерено, что излучение от блазара пульсирует с характерным периодом 10-11 лет. Такое поведение часто объясняется геометрией — струя качается как прожектор, а мы наблюдаем периодические вспышки света. Однако, независимая оценка геометрии струи, полученная из радиоинтерферометрических наблюдений, показала, что одного качания джета недостаточно для объяснения периодических пульсаций блазара. Похоже, что внутри самой струи происходят сложные физические процессы, связанные с распространением ударной волны вдоль по выбросу, которые заставляют вещество светиться по-разному на разных расстояниях от черной дыры.

    Блазар PKS 0735+178 — яркий пример еще одного свидетельства связи нейтрино с АЯГ. Полученные закономерности поддерживают предположение, что приход нейтрино связан с усиление излучения в АЯГ, а релятивистская струя является эффективным ускорителем протонов и местом, где могут рождаться эти загадочные частицы.

Опубликовано:
Mufakharov, T.V. et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 550, Issue 2, August 2026, DOI:10.1093/mnras/stag1179, eprint arXiv:2606.22190