新的数据明确支持喷流中冲击波产生的辐射 。
上图：从黑洞周围喷出的物质喷流可能是巨大的 。
我们知道 ， 活动星系核由其所含的超大质量黑洞提供能量 ， 是宇宙中最亮的物体 。 这种光来自黑洞周围环境以接近光速的速度喷射出的物质 。 在大多数情况下 ， 这些活动星系核被称为类星体 。 但是 ， 在极少数情况下 ， 当其中一束喷流直接指向地球时 ， 它们被称为“耀变体（blazar）” ， 看起来更加明亮 。
尽管人们已经大致了解了“耀变体（blazar）”的工作原理 ， 但仍有一些细节尚不清楚 ， 包括这种快速移动的物质是如何产生这么多光的 。 现在 ， 研究人员将一个名为“成像X射线偏振探测器（IXPE）”的新天基天文台对准了天空中最亮的耀变体之一 。 它和其他观测数据的结合表明 ， 当黑洞喷流撞击运动较慢的物质时 ， 就会产生光 。
喷流和光线
IXPE 专门用于探测高能光子的偏振 —— 光电场中摆动的方向 。 偏振信息可以告诉我们产生光子的过程 。 例如 ， 在湍流环境中产生的光子本质上具有随机偏振 ， 而在更有结构的环境中则倾向于产生偏振范围有限的光子 。 另外 ， 穿过物质或磁场的光也会发生偏振变化 。
这对研究耀变体很有用 。 这些物体发射出的高能光子是由喷流中的带电粒子产生的 。 当这些物体改变路线或减速时 ， 它们必须以光子的形式放弃能量 。 由于它们以接近光速的速度运动 ， 它们有大量能量可以释放 ， 这使得耀变体可以发射从无线电波到伽马射线的整个光谱 —— 尽管经历了数十亿年的红移 ， 但后者中的一些仍然保持着这些能量 。
那么 ， 问题就变成了是什么导致这些粒子减速 。 现在有两个主要观点 。 其中之一是喷流中的环境是紊流的 ， 伴随着物质和磁场的混乱堆积 。 这会使粒子减速 ， 而混乱的环境将意味着极化在很大程度上变得随机化 。
另一种想法是产生冲击波 ， 喷流中的物质撞击到运动较慢的物质上 ， 然后自身减速 。 这是一个相对有序的过程 ， 它产生的偏振在相对有限的范围内 ， 在更高的能量下更加明显 。
进入 IXPE
这组新的观测是一项协调运动 ， 利用各种望远镜捕捉较长波长的偏振 ， 用 IXPE 处理最高能量的光子 ， 来记录耀变体“Markarian 501” 。 此外 ， 研究人员还搜索了几个天文台的档案数据 ， 以获得“Markarian 501”的早期观测结果 ， 使他们能够确定极化是否随着时间的推移而稳定 。
总的来说 ， 在从无线电波到伽马射线的整个光谱中 ， 测量到的偏振彼此之间只相差几度 。 随着时间的推移 ， 它也是稳定的 ， 并且在较高的光子能量下其排列增加 。
偏振仍然有一些变化 ， 这表明在碰撞的地点有一些相对较小的紊乱 ， 这并不令人惊讶 。 但它的无序程度远低于你对具有复杂磁场的湍流物质的预期 。
虽然 ， 这些结果提供了对黑洞如何产生光的更好的理解 ， 但这个过程最终依赖于喷流的产生 ， 而喷流发生在离黑洞更近的地方 。 这些喷流是如何形成的仍然没有被真正理解 ， 所以研究黑洞天体物理学的科学家们仍需继续努力 。
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