IXPE NASA rozwiązuje wieloletnią zagadkę dżetów z czarnych dziur

Gromada Perseusza jest najjaśniejszą gromadą galaktyk obserwowalną w promieniach X. Misja IXPE skupiła się na tej gromadzie galaktyk, aby odkryć, skąd naprawdę pochodzi promieniowanie rentgenowskie w strumieniu supermasywnej czarnej dziury. IXPE po raz pierwszy obserwował gromadę galaktyk. Jest to również najdłuższa obserwacja pojedynczego celu przez IXPE od czasu jego uruchomienia.

W centrum gromady Perseusza znajduje się aktywna galaktyka o nazwie 3C 84. Galaktyka ta jest częstym celem badań rentgenowskich ze względu na swoją bliskość i jasność. Ta misja zmierzyła polaryzację 3C 84. Pomiary polaryzacji niosą ze sobą informacje o orientacji i ustawieniu emitowanego promieniowania rentgenowskiego.

Naukowcy już teraz uważają, że promieniowanie rentgenowskie z aktywnych galaktyk, takich jak 3C 84, jest wynikiem odwrotnego rozpraszania Comptona. Odwrotne rozpraszanie Comptona to proces, w którym niskoenergetyczne fotony są wzmacniane do wyższych zakresów energii, takich jak zakres promieniowania rentgenowskiego. Proces ten zachodzi poprzez rozpraszanie fotonów na elektronach. Niskoenergetyczne fotony w tym przypadku nazywane są fotonami zalążkowymi. Na podstawie tego badania naukowcy opracowali dwa scenariusze pochodzenia tych fotonów zalążkowych.

Pierwszy scenariusz to synchrotronowy self-Compton, w którym fotony nasienne pochodzą z tego samego strumienia, który wytwarza promieniowanie o wyższej energii. Drugi scenariusz sugeruje, że początkowe fotony pochodzą z promieniowania tła poza strumieniem. Jest to tzw. zewnętrzny Compton. Astronomowie przeanalizowali dostępne dane i doszli do wniosku, że scenariusz synchrotronowego self-Comptona jest bardziej prawdopodobny w przypadku 3C 84.

Aby uzyskać te wyniki, astronomowie połączyli obserwacje IXPE z danymi z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra, Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) i Obserwatorium Swift Neila Gehrelsa. Wyniki badania zostały opublikowane w Astrophysical Journal Letters.