Миссия IXPE изучила в поляризованном рентгеновском свете струи, вылетающие из блазара. Эта сверхмассивная черная дыра обращена к нам своим полюсом, что позволяет изучать происходящие на ней процессы.
Блазары и миссия IXPE
Блазары находятся в центрах черных дыр и активно излучают энергию. От остальных квазаров они отличаются тем, что их полюсы ориентированы фактически в направлении Земли. Из-за этого вырывающиеся из них джеты с релятивистскими скоростями кажутся нам чрезвычайно яркими.
Но даже в таких условиях ученым было трудно понять подробности процесса, разгоняющего вещество почти до скорости света. Большинство энергии при этом излучается в рентгеновском диапазоне, а его атмосфера эффективно блокирует.
Понять происходящее помогла миссия NASA IXPE. Она представляет собой спутник, наблюдающий за дальним космосом в поляризованном рентгеновском свете. Этот аппарат был выведен на орбиту в декабре 2021 года. Недавно он уже помог разгадать загадку остатка сверхновой Кассиопея А.
Исследование IXPE
Поляризация — процесс выравнивания электромагнитных колебаний в определенной плоскости. Чаще всего ее используют в видимой части спектра. Однако для рентгеновских волн она тоже возникает и может много рассказать о процессах, породивших ее.
Для исследований ученые избрали блазар в активной галактике Маркарян 501. Она находится в созвездии Геркулеса. IXPE наблюдала за сверхмассивной черной дырой в течение трех суток в начале марта 2022 года и повторила наблюдения через две недели.
Одновременно с этим за Маркарян 501 наблюдали и в других диапазонах: оптическом, инфракрасном, радио. После этого ученые проанализировали и сравнили то, что они увидели.
Что показали исследования
Исследования показали, что поляризация излучения в рентгеновском диапазоне значительно сильнее, чем в оптическом, но в видимом свете она сильнее, чем у радиоволн. При этом выравниваются все три типа электромагнитных колебаний в одной и той же плоскости.
По словам исследователей, такая ситуация соответствует сценарию, когда что-то движется через среду быстрее, чем в ней распространяется звук. Последний тоже является колебаниями, но они чисто физические, в отличие от электромагнитных волн.
Когда релятивистская струя от блазара проходит сквозь окружающее его облако, частицы сталкиваются и происходят резкие изменения давления. Возникает ударная волна, которая распространяется, передавая энергию частицам и заставляя их излучать ее с той же поляризацией, что и в инициирующей струе.
Однако чем дальше распространяются колебания от источника, тем меньше становится их энергия. Частицы начинают излучать на все более длинных волнах, при этом поляризация все сильнее нарушается. Именно этим объясняется ее уменьшение при продвижении от оптического диапазона к радиоволнам.
По материалам Рhys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ ustmagazine
