Международная группа астрофизиков опубликовала результаты исследования поляризации рентгеновского излучения в релятивисткой струе (джете) от сверхмассивной черной дыры в центре активного галактического ядра Маркарян 421. Анализ показал, что в области ускорения частиц магнитное поле имеет спиральную структуру.
Для проведения анализа исследователи использовали данные наблюдений, собранные с помощью спутника НАСА IXPE. Прибор, запущенный в 2021 году, измеряет поляризацию рентгеновского излучения — свойства света, описывающее направление колебаний вектора электромагнитного поля.
Исследователи обнаружили удивительную изменчивость угла поляризации излучения во время трех длительных наблюдений за блазаром в мае и июне 2022 года. Первое наблюдение показало поляризацию около 15%. В повторном наблюдении она была примерно такой же, но ее направление буквально развернулось, почти на 180° за два дня. Дальнейший анализ показал, стабильную скорость «вращения».
Иллюстрация структуры джета блазара: спиральное магнитное поле приводит к ускорению частиц. Изображение: NASA/Pablo Garcia
Еще более странным было то, что одновременные оптические, инфракрасные и радиоизмерения не показали никаких изменений в стабильности или структуре джета — даже когда поляризованное рентгеновское излучение отклонялось. Это означает, что ударная волна могла распространяться вдоль спиралевидных магнитных полей внутри джета, вызывая ускорение частиц.
Блазары — яркие активные галактические ядра со сверхмассивными черными дырами в центре (квазары), релятивистская струя которых направлена в сторону Земли. Несмотря на десятилетия исследований, ученые до сих пор не полностью понимают физические процессы, которые формируют динамику и излучение таких «выбросов» от черных дыр.
Концепция ударной волны, ускоряющей частицы джета, была предложена астрофизиками при изучении других блазаров. Но только анализ релятивистской струи Маркарян 421 дает первые доказательства этой гипотезы.
