Naddźwiękowe fale uderzeniowe przyspieszają cząstki w dżetach czarnych dziur

Naukowcy zbadali dane polarymetrii rentgenowskiej z dżetów czarnych dziur uzyskane przez satelitę IXPE.

Wyniki analizy wykazały, że najlepszym wyjaśnieniem szybkiego przyspieszania cząstek są fale uderzeniowe.

Naukowcy wykorzystali IXPE do monitorowaniaBlazar Markarian 501 w gwiazdozbiorze Herkulesa. Ten aktywny system czarnych dziur znajduje się w centrum dużej galaktyki eliptycznej. Satelita obserwował obiekt dwukrotnie przez trzy dni z dwutygodniową przerwą w marcu 2022 roku. Równolegle z tą obserwacją astrofizycy używali naziemnych teleskopów do zbierania danych w innych pasmach fal elektromagnetycznych: optycznym, podczerwonym i radiowym.

Artystyczna ilustracja badania. Satelita IXPE zbiera dane dotyczące polaryzacji promieniowania rentgenowskiego. Zdjęcie: NASA, Pablo Garcia

Połączone dane dozwoloneodpowiedzieć na pytanie, które pozostawało nierozwiązane przez 40 lat: w jaki sposób cząstki w dżetach czarnych dziur przyspieszają do tak wysokich energii. Naukowcy odkryli, że promieniowanie rentgenowskie jest bardziej spolaryzowane niż światło optyczne, które z kolei jest bardziej spolaryzowane niż radio. Ale kierunek światła spolaryzowanego był taki sam dla wszystkich obserwowanych długości fal światła, a także pokrywał się z kierunkiem strumienia.

Po porównaniu ich informacji z teoretycznymiKorzystając z modeli, naukowcy odkryli, że dane najbardziej pasują do scenariusza, w którym fala uderzeniowa przyspiesza cząstki dżetu. Fala uderzeniowa pojawia się, gdy coś porusza się szybciej niż prędkość dźwięku otaczającego materiału, na przykład gdy naddźwiękowy samolot przelatuje przez naszą ziemską atmosferę - wyjaśniają autorzy.

Badanie nie miało na celu studiowaniapochodzenie fal uderzeniowych, które wciąż pozostają tajemnicą. Ale naukowcy sugerują, że zaburzenie przepływu strumienia prowadzi do tego, że jego część staje się naddźwiękowa. Może to być wynikiem zderzenia wysokoenergetycznych cząstek w dżecie lub nagłych zmian ciśnienia na granicy dżetu. Autorzy pracy uważają, że nowe badania pomogą ustalić dokładny charakter fal uderzeniowych.

Czytaj więcej:

Burza magnetyczna zbliża się do Ziemi

Nazwany głównym niebezpieczeństwem misji księżycowej „Artemida”

Ujawnia się prawdziwe znaczenie mumifikacji: przez cały ten czas naukowcy się mylili

Na okładce: artystyczna ilustracja blazara. Obraz: NASA