Le osservazioni di getti brillanti di particelle provenienti da galassie alimentate da buchi neri supermassicci indagano le dinamiche  alla base di tali fenomeni. I risultati possono aiutarci a capire di più su questi processi di emissione ad alta energia.

I blazar sono un tipo di galassia da cui vengono rilasciati potenti getti di materia ionizzata che puntano in direzione della Terra. La maggior parte della luce dei blazar è prodotta da particelle ad alta energia.

Come queste particelle siano accelerate a energie così elevate rimane una domanda senza risposta. Le misurazioni a raggi X dei getti offrono la possibilità di rispondere a questa domanda, ma uno strumento in grado di effettuare tali misurazioni non è stato disponibile fino a poco tempo fa.

Lanciato nel dicembre 2021, l’Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) ha misurato la polarizzazione dei raggi X di un blazar molto luminoso noto come Markarian 501 (Mrk 501).

Grazie allo strumento  IXPE, sono state analizzate due osservazioni polarimetriche a raggi X di Mrk 501 fatte nel marzo 2022 e i risultati del lavoro sono stati pubblicati su Nature.

Confrontando queste misurazioni con i dati polarimetrici radio e ottici, gli autori propongono che l’accelerazione iniziale delle particelle nei getti di questo blazar sia stata causata da un’onda d’urto che si è propagata lungo il getto.

Questi risultati dimostrano come l’utilizzo di diverse misurazioni di polarizzazione possa sondare la condizione nei sistemi di buchi neri supermassicci.

Lea Marcotulli, dell’Università di Yale, descrive questi risultati come un punto di svolta nella nostra comprensione dei blazar. “La polarimetria a raggi X ci permetterà ora di studiare molti di questi getti per capire se questi shock sono comuni a tutte le fonti”, aggiungono.

“Questa illustrazione mostra la sonda IXPE, a destra, che osserva il blazar Markarian 501, a sinistra. Un blazar è un buco nero circondato da un disco di gas e polvere con un getto luminoso di particelle ad alta energia puntato verso la Terra. L’illustrazione inserita mostra particelle ad alta energia nel getto (blu). Quando le particelle colpiscono l’onda d’urto, raffigurata come una barra bianca, le particelle diventano energizzate ed emettono raggi X mentre accelerano. Allontanandosi dallo shock, emettono luce a bassa energia: prima visibile, poi infrarossa e onde radio. Più lontano dallo shock, le linee del campo magnetico sono più caotiche, causando più turbolenza nel flusso di particelle”.

 

Crediti: Pablo Garcia (NASA/MSFC)