L'IXPE de la NASA résout le mystère des jets de trous noirs

L'amas de Persée est l'amas de galaxies le plus brillant observable dans les rayons X. La mission IXPE s'est concentrée sur cet amas de galaxies afin de découvrir l'origine réelle des rayons X émis par le jet d'un trou noir supermassif. C'est la première fois que l'IXPE observe un amas de galaxies. C'est également la plus longue observation d'une cible unique par l'IXPE depuis son lancement.

Au centre de l'amas de Persée se trouve une galaxie active appelée 3C 84. Cette galaxie est une cible courante pour les études en rayons X en raison de sa proximité et de sa luminosité. Cette mission a permis de mesurer la polarisation de 3C 84. Les mesures de polarisation fournissent des informations sur l'orientation et l'alignement des rayons X émis.

Les scientifiques pensent déjà que les rayons X émis par les galaxies actives comme 3C 84 résultent de la diffusion Compton inverse. La diffusion Compton inverse est un processus par lequel des photons de faible énergie sont propulsés dans des gammes d'énergie plus élevées, telles que la gamme des rayons X. Ce processus se produit par l'intermédiaire d'un processus photon-électrique et d'un processus de diffusion Compton inverse. Ce processus se produit par diffusion photon-électron. Dans ce cas, les photons de faible énergie sont appelés photons d'amorçage. À partir de cette étude, les scientifiques ont proposé deux scénarios pour l'origine de ces photons de départ.

Le premier scénario est celui de l'auto-Compton du synchrotron, selon lequel les photons de départ proviennent du même jet que celui qui produit le rayonnement de plus haute énergie. L'autre scénario suggère que les photons d'amorçage proviennent du rayonnement de fond à l'extérieur du jet. C'est ce qu'on appelle le Compton externe. Les astronomes ont analysé les données disponibles et sont parvenus à la conclusion que le scénario Synchrotron auto-Compton était le plus probable pour 3C 84.

Pour obtenir ces résultats, les astronomes ont combiné les observations de l'IXPE avec les données de l'observatoire de rayons X Chandra, du Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) et de l'observatoire Swift de Neil Gehrels. Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue Astrophysical Journal Letters.