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強大的噴氣機從周圍的黑洞為天文學家提供了極端研究物理學的最佳機會。這(IXPE)在這些噴氣機中證明了衝擊波,有助於解釋其非凡的亮度。
從天文對象的光通常用於物體內或周圍。儘管對可見光的極化進行了數十年的研究,但在這方面,光譜的X射線部分一直是一個謎,因為X射線望遠鏡無法測量極化。
去年IXPE的推出,幾週都發生了變化但是有一小部分關注。 IXPE測量X射線極化程度的能力已用於黑洞系統Markarian 501,其結果在自然界中發表。
“這是我們解決的40歲謎團,”Yannis Liodakis博士ESO的芬蘭天文學中心在陳述。 “我們終於有了所有的難題,他們拍的圖片很清楚。”
Markarian 501是西裝外套 - 一個超大型黑洞,其中一種噴氣機恰好指向地球 - 考慮到它的距離很大,使其異常明亮。眾所周知,頻譜的X射線部分以及紫外線和可見光在X射線部分中是明亮的。
IXPE首次表明,不僅是Markarian 501強大的X射線發射極,而且其X射線顯示約10%的極化,大約在光波長下看到的兩倍。無線電波的兩極分化甚至較少,但所有無線電波與射流方向相同。由於極化是磁場的產物,因此在產生X射線時,該模式揭示了這些場非常強,但隨後會減弱。

NASA的IXPE航天器和Blazar Markarian 501。插圖在噴氣機中顯示高能顆粒(藍色)。當顆粒撞到衝擊波時,被描繪成白色條時,顆粒在加速時會發揮能量並發出X射線。隨著磁場線變得更加混亂,在粒子流中更加湍流,光線變得更較低。圖片來源:NASA/Pablo Garcia
Liodakis和合著者結合了與IXPE和望遠鏡進行的觀察結果,並結合了頻譜的其他部分,得出的結合得出的結合了衝擊波正在幫助射流驅動,導致磁場驅動具有Terra Electronvolt Eneronvolt Energies的顆粒。衝擊波的原因仍然未知,但是像所有這些波浪一樣,當某物移動的速度比材料中的聲音速度快時會產生。
“隨著衝擊波越過該地區,磁場變得更強大,顆粒的能量變得更高,”共同作者說。艾倫·馬什(Alan Marscher)教授波士頓大學。 “能量來自材料的運動能量,從而使衝擊波產生。”
最初,顆粒會發出X射線甚至伽馬射線,但在噴氣機內逐漸與移動材料逐漸相互作用會產生湍流和脫落能量。結果,發出的光子逐漸降低能量,首先是紫外線,然後是光學波,最後是無線電波。加速粒子的替代解釋將產生弱且不穩定的極化,而不是所見的模式。
IXPE將觀察其他西裝外套以復制其觀察結果,並在其兩年的任務中檢查Markarian 501。 Blazars經歷了X射線排放量可能會增加10倍的爆發,作者渴望知道在這些時代期間的極化是否發生變化。
X射線天文學遠遠落後於頻譜的其他部分,因為大氣會阻止觀察結果,因此我們依賴太空中的儀器,在IXPE之前,沒有一個可以測量極化。
該研究是開放訪問自然。