Вчені розкрили 30-річну таємницю величезних рентгенівських спалахів чорних дір

Астрофізики за допомогою орбітального телескопа NASA IXPE змогли зрозуміти походження рентгенівського випромінювання у джетах надмасивних чорних дір.

Вчені використали IXPE та наземні радіо та оптичні телескопи для спостереження за блазаром BL Lacertae у сузір’ї Ящірки. Вони намагались відповісти на давнє питання, як у таких екстремальних умовах утворюється рентгенівське випромінювання.

За результатами спостережень науковці дійшли висновку, що рентгенівське випромінювання, скоріш за все, виникає за рахунок взаємодії між розігнаними майже до швидкості світла електронами та фотонами. Багато років науковці сперечались з приводу того, чи виникає рентгенівське випромінювання у джетах надмасивних чорних дір від електронів, або ж протонів.

Поляризація світла вказує напрям електромагнітних хвиль. За високої поляризації джерелом рентгенівського випромінювання мають бути протони, що обертаються по спіралі у магнітних полях джетів, або взаємодіють з фотонами. За більш низького ступеню поляризації у виникненні рентгенівських хвиль відіграють роль електрони за рахунок комптонівського розсіювання. Таким чином, електрони, що рухаються майже зі швидкістю світла, стикаються з інфрачервоними фотонами та підвищують їхню енергію до рівня рентгенівського випромінювання. 

Наразі телескоп IXPE, запущений 9 грудня 2021 року, залишається єдиним подібним апаратом, здатним вимірювати рівень поляризації рентгенівського випромінювання у джетах блазарів. IXPE допоміг вченим дізнатись, що у джетах блазарів електрони мають достатньо енергії, щоб розсіювати фотони інфрачервоного світла аж до рентгенівських довжин хвиль. 

IXPE проводив спостереження за блазаром BL Lac. наприкінці листопада 2023 року протягом семи днів разом із кількома наземними телескопами, які вимірювали оптичну та радіочастотну поляризацію одночасно. Під час спостережень за рентгенівською поляризацією, оптична поляризація цього блазара досягла 47,5%. 

Однак спостереження IXPE вказують на те, що рентгенівське випромінювання було значно менше поляризоване, не більше ніж на 7,6%. Це означає, що взаємодія електронів з фотонами за рахунок комптонівського розсіювання має пояснювати рентгенівське випромінювання. 

Результати дослідження були опубліковані на сервері препринтів Arxiv

Джерело: SkiTechDaily