Супутник NASA IXPE вперше в історії виявив рентгенівське випромінювання в струменях чорних дір

Астрономи вперше правдиво визначили механізм утворення рентгенівського випромінювання в струменях надмасивних чорних дір завдяки спостереженням за блазером BL Lacertae. За допомогою супутника NASA IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) спільно з оптичними та радіотелескопами вчені довели, що рентгенівське випромінювання виникає внаслідок ефекту Комптона — взаємодії фотонів зі швидкорухомими електронами, а не протонами, як припускалося раніше.

BL Lacertae, або BL Lac — це один із перших відкритих блазарів, розташований у сузір'ї Ящірки. У листопаді 2023 року IXPE спостерігав цей об'єкт протягом семи днів у період пікової активності. Паралельні наземні спостереження зафіксували поляризацію оптичного випромінювання на рівні 47,5% — найвищий показник, коли-небудь зареєстрований для блазарів. Проте рентгенівське випромінювання виявилося значно менш поляризованим: не більше 7,6%.

Різниця у ступенях поляризації стала ключовим доказом на користь моделі, за якою фотони інфрачервоного світла під час зіткнення з електронами, що рухаються майже зі швидкістю світла, отримують додаткову енергію й переходять у рентгенівський діапазон. Цей процес відомий як розсіювання Комптона. Раніше точна природа джерела рентгенівських променів у струменях чорних дір залишалася предметом наукових суперечок.

Керівник дослідження Іван Агудо з Інституту астрофізики Андалусії зазначив, що саме IXPE, як єдиний супутник, здатний вимірювати поляризацію рентгенівського світла, дозволив розв’язати одну з найдавніших загадок астрофізики. Проект був запропонований NASA ще десять років тому, а тепер його результати підтвердили ефективність такого підходу до дослідження екстремальних космічних об'єктів.

Науковці планують розширити дослідження й вивчити більше блазарів, які, як показує практика, можуть суттєво змінюватися з часом і залишаються непередбачуваними. За словами астрофізика Стівена Еллерта з Центру космічних польотів NASA ім. Маршалла, саме ця непередбачуваність і робить подібні об'єкти винятковими лабораторіями для розуміння фундаментальних процесів у Всесвіті.