Czy najnowsze odkrycia dotyczące blazarów mogą wywrócić naszą wiedzę w zakresie promieniowania rentgenowskiego w ekstremalnych środowiskach kosmicznych? BL Lacertae, jeden z najbardziej charakterystycznych blazarów, pozwala nam rozwikłać zagadkę interakcji między elektronami a fotonami w dżetach czarnych dziur. Dzięki misji IXPE oraz wsparciu teleskopów radiowych i optycznych naukowcy dokonali przełomowych obserwacji, które mogą nam w tym istotnie pomóc.
Co dalej z badaniami nad polaryzacją promieniowania rentgenowskiego? Zacznijmy od początku. Blazary to jedne z najbardziej energetycznych obiektów we Wszechświecie, będące rodzajem aktywnych jąder galaktyk z supermasywnymi czarnymi dziurami w centrum. Charakteryzują się one potężnymi dżetami skierowanymi bezpośrednio w stronę Ziemi, co sprawia, że możemy całkiem dokładnie obserwować ich promieniowanie – w tym promieniowanie rentgenowskie. BL Lacertae to jeden z pierwszych odkrytych blazarów, który pierwotnie uważano za gwiazdę zmienną.
A tak naprawdę jest to po prostu potwór emitujący olbrzymie ilości energii, a jej dżet skierowany jest prosto w naszą stronę. Jednak pytanie, które przez dekady spędzało sen z powiek badaczom, dotyczyło źródła promieniowania rentgenowskiego w tych dżetach. W jaki sposób tak ekstremalne (wręcz trudne do pojęcia) energie są generowane? Czy podobne zjawiska mogą zachodzić w innych aktywnych jądrach galaktyk?
Misja IXPE została wystrzelona przez NASA 9 grudnia 2021 roku jest dla nas obecnie błogosławieństwem w kontekście badań blazarów. To pierwszy satelita zdolny do pomiaru polaryzacji promieniowania rentgenowskiego. W przypadku BL Lacertae, IXPE prowadził obserwacje przez siedem dni pod koniec listopada 2023 roku. W tym samym czasie teleskopy naziemne monitorowały polaryzację optyczną i radiową blazara, co pozwoliło uzyskać pełniejszy obraz zjawisk zachodzących w jego dżetach.
Bardzo ważnym odkryciem był fakt, że promieniowanie rentgenowskie było znacznie mniej spolaryzowane niż optyka. Podczas gdy polaryzacja optyczna osiągnęła rekordowe 47,5% – najwyższy wynik w historii obserwacji BL Lac – polaryzacja rentgenowska wynosiła zaledwie 7,6%. Badacze uznali, że taki wynik można wytłumaczyć jedynie efektem Comptona – zjawiskiem, w którym fotony zderzają się z wysokoenergetycznymi elektronami, zmieniając swoją energię i długość fali. Elektrony poruszające się z prędkością bliską prędkości światła w dżetach blazara rozpraszają fotony światła podczerwonego, zamieniając je w promieniowanie rentgenowskie. A co, jeśli efekt Comptona może również wyjaśniać inne zagadki astrofizycznenp. emisję promieniowania gamma w blazarach?
To, czego jesteśmy świadkami, to krok milowy w dookreślaniu procesów zachodzących w dżetach supermasywnych czarnych dziur. Dotychczasowe teorie sugerowały, że promieniowanie rentgenowskie mogło powstawać także w wyniku oddziaływań protonów z fotonami, co prowadziłoby do powstawania wysokoenergetycznych cząstek. Natomiast wyniki z IXPE wyraźnie wskazują na dominujący wpływ elektronów i efektu Comptona. Za to wciąż nie wiadomo, jak zmienia się polaryzacja promieniowania rentgenowskiego w czasie i czy inne blazary wykazują podobne zachowania.
Kolejnym krokiem może być skierowanie IXPE i innych instrumentów na kolejne aktywne jądra galaktyk, aby stworzyć bardziej kompleksowy obraz procesów zachodzących w tych ekstremalnych środowiskach. Niezwykle interesującym zagadnieniem może okazać się także analiza relacji między polaryzacją optyczną a rentgenowską, która może wskazywać na nowe mechanizmy akceleracji cząstek w dżetach.
Czytaj również: Sonda New Horizons tworzy pierwszą mapę galaktyki w emisji Lyman-alfa
Odkrycie IXPE dotyczące BL Lacertae to znaczący postęp w badaniach nad promieniowaniem rentgenowskim i dżetami supermasywnych czarnych dziur. Badacze zyskali nowe narzędzie do badania procesów zachodzących w ekstremalnych warunkach kosmicznych. Czy inne blazary wykazują podobne wzorce polaryzacji? Jak zmienia się polaryzacja w czasie? Odpowiedzi na te pytania mogą przybliżyć nas do pełniejszego poznania mechanizmów generowania promieniowania rentgenowskiego w najpotężniejszych obiektach we Wszechświecie.
Ale to dopiero początek fascynującej podróży naukowców w głąb dżetów i blazarów. Misje podobne do IXPE mogą zrewolucjonizować nasze podejście do badań nad najpotężniejszymi emisjami energii w kosmosie, a każde kolejne odkrycie może być krokiem w stronę jeszcze ciekawszych pytań i... jeszcze bardziej pasjonujących odpowiedzi.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
