A NASA IXPE megoldja a fekete lyukak sugárzásának régóta fennálló rejtélyét

A Perseus-halmaz a legfényesebb röntgensugárzásban megfigyelhető galaxishalmaz. Ez az IXPE-misszió erre a galaxishalmazra összpontosított, hogy felfedezze, honnan származik valójában a szupermasszív fekete lyuk sugárzásának röntgensugárzása. Ez az első alkalom, hogy az IXPE megfigyelt egy galaxishalmazt. Ez egyben az IXPE leghosszabb megfigyelése egyetlen célponton az indítása óta.

A Perseus-halmaz közepén egy aktív galaxis található, a 3C 84 nevű. Ez a galaxis közelsége és fényessége miatt gyakori célpontja a röntgensugaras vizsgálatoknak. Ez a küldetés a 3C 84 polarizációját mérte. A polarizációs mérések információt hordoznak a kibocsátott röntgensugarak irányultságáról és igazodásáról.

A tudósok már úgy vélik, hogy a 3C 84-hez hasonló aktív galaxisokból származó röntgensugárzás inverz Compton-szórásból származik. Az inverz Compton-szórás egy olyan folyamat, amelyben az alacsony energiájú fotonok magasabb energiatartományokba, például a röntgentartományba erősödnek. Ez a folyamat foton-elektron szórással történik. Az alacsony energiájú fotonokat ebben az esetben magfotonoknak nevezzük. A tanulmány alapján a tudósok két forgatókönyvet dolgoztak ki ezeknek a magfotonoknak az eredetére vonatkozóan.

Az első forgatókönyv a szinkrotron self-Compton, ahol a magfotonok ugyanabból a jetből származnak, amely a nagyobb energiájú sugárzást produkálja. A másik forgatókönyv szerint a magfotonok a sugárzónán kívüli háttérsugárzásból származnak. Ezt külső Comptonnak nevezik. A csillagászok elemezték a rendelkezésre álló adatokat, és arra a következtetésre jutottak, hogy a 3C 84 esetében a szinkrotron ön-Compton forgatókönyv a valószínűbb eset.

Az eredményekhez a csillagászok az IXPE megfigyelését a Chandra Röntgenobszervatórium, a Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) és a Neil Gehrels Swift Obszervatórium adataival kombinálták. A vizsgálat eredményeit az Astrophysical Journal Letters című folyóiratban tették közzé.