L'IXPE della NASA risolve l'annoso mistero dei getti dei buchi neri

L'Ammasso di Perseo è l'ammasso di galassie più luminoso osservabile nei raggi X. La missione IXPE si è concentrata su questo ammasso di galassie per scoprire da dove provengono realmente i raggi X nel getto di un buco nero supermassiccio. È la prima volta che IXPE osserva un ammasso di galassie. Si tratta anche dell'osservazione più lunga di IXPE su un singolo obiettivo dal suo lancio.

Al centro dell'Ammasso di Perseo, c'è una galassia attiva chiamata 3C 84. Questa galassia è un obiettivo comune per l'ammasso di galassie. Questa galassia è un obiettivo comune per gli studi a raggi X, grazie alla sua vicinanza e luminosità. Questa missione ha misurato la polarizzazione di 3C 84. Le misurazioni della polarizzazione forniscono informazioni sull'orientamento e l'allineamento dei raggi X emessi.

Gli scienziati ritengono già che i raggi X provenienti da galassie attive come 3C 84 derivino dallo scattering Compton inverso. Lo scattering Compton inverso è un processo in cui i fotoni a bassa energia vengono spinti verso gamme di energia più elevate, come la gamma dei raggi X. Questo processo avviene per mezzo di fotoni-energia e di raggi X. Questo processo avviene tramite lo scattering fotone-elettrone. I fotoni a bassa energia in questo caso sono chiamati fotoni seme. Da questo studio, gli scienziati hanno elaborato due scenari per l'origine di questi fotoni seme.

Il primo scenario è quello del sincrotrone self-Compton, in cui i fotoni seme provengono dallo stesso getto che produce la radiazione a più alta energia. L'altro scenario suggerisce che i fotoni seme provengano dalla radiazione di fondo al di fuori del getto. Questo scenario è chiamato Compton esterno. Gli astronomi hanno analizzato i dati disponibili e sono giunti alla conclusione che lo scenario auto-Compton di sincrotrone era il caso più probabile per 3C 84.

Per ottenere questi risultati, gli astronomi hanno combinato l'osservazione di IXPE con i dati dell'Osservatorio Chandra X-ray, del Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) e dell'Osservatorio Neil Gehrels Swift. I risultati dello studio sono stati pubblicati nella rivista Astrophysical Journal Letters.