IXPE odhalila původ rentgenového záření ve výtryscích černých děr  
Vesmírná observatoř IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) dokáže jako jediná z dnešních observatoří měřit polarizované rentgenové záření. Astrofyzici toho využili k rozluštění letité záhady původu rentgenového záření v extrémním prostředí výtrysku supermasivní černé díry.
Blazar BL Lacertae. Kredit: NASA/Pablo Garcia.
Blazar BL Lacertae. Kredit: NASA/Pablo Garcia.

Legendární blazar BL Lacertae ze souhvězdí Ještěrky je vlastně aktivní a dost náladová supermasivní černá díra, jejíž polární výtrysk směřuje přímo k Zemi, naštěstí z naprosto bezpečné vzdálenosti 900 milionů světelných let. Nedávno pomohl astrofyzikům zodpovědět otázku, která jim dlouho nedávala spát – jak vlastně vzniká v extrémním prostředí výtrysku supermasivní černé díry rentgenové záření?

 

Iván Agudo. Kredit: CSIS.
Iván Agudo. Kredit: CSIS.

Iván Agudo ze španělského Instituto de Astrofísica de Andalucía – CSIC a jeho tým pozorovali blazar BL Lacertae s vesmírnou rentgenovou observatoří IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) a s podporou radioteleskopů a optických teleskopů. IXPE pracuje ve vesmíru od prosince 2021 a jako jediná dnešní vesmírná observatoř dokáže měřit polarizaci rentgenového záření.

 

IXPE. Kredit: NASA, Wikimedia Commons.
IXPE. Kredit: NASA, Wikimedia Commons.

Pokud by rentgenové záření ve výtryscích supermasivních černých děr bylo vysoce polarizované, šlo by o neklamnou známku toho, že zmíněné rentgenové záření vytvářejí protony rotující v magnetickém poli výtrysku nebo případně protony interagující s fotony výtrysku. Jestliže by toto rentgenové záření bylo méně polarizované, znamenalo by to, že ho vytvářejí interakce mezi elektrony a fotony.

 

Agudo s kolegy dospěl k závěru, že za rentgenové záření ve výtryscích jsou zodpovědné interakce mezi elektrony a fotony. Observatoř IXPE naměřila, že rentgenové záření je v tomto případě mnohem méně polarizované než viditelné záření. Vznik rentgenového záření souvisí s Comptonovým jevem (rozptylem), při němž fotony mění svou energii v důsledku interakce s elektricky nabitou částicí, obvykle elektronem.

 

Ve výtryscích supermasivních černých děr se elektrony pohybují rychlostí blízkou rychlosti světla. Pozorování observatoře IXPE ukázala, že elektrony ve výtryscích černé díry mají dost energie k rozptýlení fotonů infračerveného světla až do vlnových délek rentgenového záření.

 

Video: Blazars Explained: The Most Energetic Objects

 

Literatura

NASA 6. 5. 2025.

arXiv: 2505.01832.

Datum: 09.05.2025
Tisk článku

Související články:

Záhada vyřešena: Zdrojem extrémně energetických neutrin jsou blazary     Autor: Stanislav Mihulka (13.07.2018)
Dvě tváře neutronové hvězdy     Autor: Dagmar Gregorová (24.07.2018)
Gigant Porphyrion: Největší výtrysk černé díry má 23 milionů světelných let     Autor: Stanislav Mihulka (19.09.2024)
Supermasivní černá díra v raném vesmíru hltá hmotu a překračuje limity     Autor: Stanislav Mihulka (06.11.2024)
Černé díry se mohou zrodit z čiré gravitace     Autor: Stanislav Mihulka (17.02.2025)
K nejbližší černé díře a dál: Vize mezihvězdných misí v éře pokročilých technologií     Autor: Viktor Lošťák (27.04.2025)



Diskuze:

Pár doplňků

F M,2025-05-13 12:05:31

"Pozorování zachytila mimořádnou událost z 10. do 18. listopadu 2023, kdy stupeň lineární polarizace optického synchrotronového záření dosáhl rekordní hodnoty 47,5 %. Naproti tomu Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) zjistil, že rentgenové (Comptonův rozptyl nebo hadrony indukované) záření bylo polarizováno na méně než 7,4 % (3σ(úroveň spolehlivosti)." Samozřejmě těch pozorování a událostí byla spousta za 10d (obrázek 1), i ne o mnoho slabších.

"naznačuje, že toroidní složka se stala nejméně 2,5krát silnější než poloidní a/nebo turbulentní složka. Domníváme se, že by to mohlo být způsobeno injekcí magnetické „pružiny“ s dominantní toroidní konfigurací, která je vložena do plazmatu jetu proudícího ven z centrálního motoru." To toroidní pole by mělo existovat "až" parseky (spíše desetinu/y), ale toto ještě zřejmě neberou jako hotovou věc.

Ty protonové emise nevylučují (převahu), ale "Zatímco protony mohou občas hrát důležitou roli v emisi z trysek blazarů a jejich interakce v tryskách by mohly být spojeny s detekcí neutrin, naše studie polarizace naznačuje, že se nejedná o typický případ", ovšem netroufnu si odhadnout jak typický je tento blasar.
Citace jsou z https://arxiv.org/html/2505.01832v1 přeloženo Googlem jen s pár drobnými zásahy.

Proces kdy v interakci vysokoenergetického elektronu získává energii foton se také říká (konkrétněji) inverzní Comptonův rozptyl (inverse Compton scattering)

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz