MADRID, 24 novembre (EUROPA PRESS) –

Onda d’urto interna è la migliore spiegazione per l’accelerazione delle particelle osservata nei getti ad alta energia emessi dai blazar.

Tra gli oggetti più luminosi del cielo, i blazar sono costituiti da buchi neri supermassicci che mangiano materiale ruotando attorno a loro in un disco, che può creare due potenti getti perpendicolari al disco su ciascun lato.

Per decenni, gli scienziati si sono chiesti: In che modo le particelle in questa emissione vengono accelerate a energie così elevate? e una nuova sonda, per la quale il satellite IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) della NASA è stato la chiave, risolve il mistero.

“Finalmente abbiamo tutti i pezzi del puzzle, e l’immagine che fanno è chiara”, ha detto. questa è una dichiarazione Yannis Liodakis, autore principale dello studio e astronomo presso FINCA, Centro finlandese di astronomia con ESO (European Southern University).

Lanciato il 9 dicembre 2021, il satellite in orbita terrestre IXPE, una collaborazione tra la NASA e l’Agenzia Spaziale Italiana, fornisce un tipo speciale di dati che non è mai stato accessibile dallo spazio.

questi nuovi dati, presenti in Naturainclude la misurazione della polarizzazione della luce a raggi X, il che significa che IXPE rileva la direzione e l’intensità media del campo elettrico delle onde luminose che compongono i raggi X. Informazioni sull’orientamento del campo elettrico nei raggi X della luce e sul grado di polarizzazione è inaccessibile ai telescopi sulla Terra perché l’atmosfera assorbe i raggi X dallo spazio.

“Le prime misurazioni della polarizzazione dei raggi X da questa classe di sorgenti consentono, per la prima volta, confronti diretti con modelli sviluppati dalle osservazioni di altre frequenze luminose, dalla radio ai raggi gamma ad altissima energia”, ha affermato. , ricercatore del progetto IXPE presso l’Agenzia Spaziale Italiana. “IXPE continuerà a fornire nuove prove man mano che i dati attuali vengono analizzati e ulteriori dati vengono ottenuti in futuro”.

Il nuovo studio ha utilizzato IXPE per colpire Markarian 501, un blazar nella costellazione di Ercole. Questo sistema attivo di buchi neri si trova al centro di una grande galassia ellittica.

IXPE ha esaminato il Markarian 501 per tre giorni all’inizio di marzo 2022, poi di nuovo due settimane dopo. Durante queste osservazioni, gli astronomi hanno utilizzato altri telescopi nello spazio ea terra per raccogliere informazioni sul blazar su un’ampia gamma di lunghezze d’onda della luce, inclusi raggi radio, ottici e X. quindi, questa è la prima volta che gli scienziati sono stati in grado di ottenere questa prospettiva a raggi X da un blazaremessa più vicino alla sorgente dell’accelerazione della particella.

“L’aggiunta della polarizzazione dei raggi X al nostro arsenale di polarizzazioni ottiche, infrarosse e radio è un punto di svolta”, ha affermato Alan Marscher, un astronomo della Boston University che guida un gruppo che studia i buchi neri giganti con IXPE.

Gli scienziati hanno scoperto che la luce a raggi X è più polarizzata della luce ottica, che è più polarizzata della radio. Ma la direzione della luce polarizzata è lo stesso per tutte le lunghezze d’onda della luce osservate ed è anche allineato con la direzione del raggio.

Dopo aver confrontato le loro informazioni con i modelli teorici, il team di astronomi si è reso conto che i dati corrispondevano più da vicino a uno scenario in cui un’onda d’urto accelerava le particelle in un getto. Le onde d’urto vengono generate quando qualcosa si muove più velocemente della velocità del suono del materiale che lo circonda, come quando un aereo supersonico vola attraverso l’atmosfera terrestre.

Lo studio non è stato progettato per indagare sulle origini delle onde d’urto, che rimangono un mistero. Ma gli scienziati ipotizzano che l’interruzione del flusso del getto ne abbia fatto diventare supersonico una parte. Ciò potrebbe essere dovuto alla collisione di particelle ad alta energia all’interno del getto oa un improvviso cambiamento di pressione ai bordi del getto.

“Mentre l’onda d’urto viaggia attraverso la regione, il campo magnetico diventa più forte e l’energia delle particelle aumenta”, ha detto Marscher. “L’energia proviene dall’energia del movimento dei materiali che generano onde d’urto.”

Quando le particelle si muovono verso l’esterno, prima emettono raggi X perché sono molto energetiche. Spostandosi più all’esterno, attraverso la regione turbolenta più lontana dal luogo dell’impatto, iniziano a perdere energia, provocando l’emissione di luce meno energetica come onde ottiche e onde radio. Questo è analogo a come scorre l’acqua divenne più turbolento dopo aver incontrato la cascata, ma qui, il campo magnetico crea questa turbolenza.

Gli scienziati continueranno a osservare il blazar Markarian 501 per vedere se la polarizzazione cambia nel tempo. IXPE esaminerà anche la più ampia collezione di blazar durante la sua missione primaria di due anni., esplorando vecchi misteri sull’universo. “Questo fa parte del progresso dell’umanità verso la comprensione della natura e di tutto il suo esotismo”, ha affermato Marscher.