Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” riporta uno studio sul blazar Markarian 501, o semplicemente MRK 501, che offre una spiegazione ai getti di particelle emessi a velocità vicine a quella della luce. Un team di ricercatori ha utilizzato il telescopio spaziale IXPE della NASA per studiare Markarian 501 e ha concluso che la spiegazione più probabile è la presenza di onde d’urto all’interno dei getti.

Markarian 501 è un blazar, un tipo di nucleo galattico attivo che emette potenti getti di particelle a velocità vicine a quella della luce. Quando uno dei suoi getti è diretto verso la Terra, questo tipo di oggetto viene chiamato blazar. Questi oggetti sono alimentati da buchi neri supermassicci circondati da dischi di materiali.

Lanciato il 9 dicembre 2021, il telescopio spaziale IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) di NASA e ASI (Agenzia Spaziale Italiana) è in grado di offrire informazioni uniche sulla polarizzazione della luce emessa da fonti di raggi X tra le quali ci sono i blazar. Sono informazioni sulla direzione in cui oscilla il campo magnetico associato alla luce polarizzata.

Nel caso di Markarian 501, IXPE ha offerto la possibilità di mappare il campo magnetico all’interno del quale le particelle dei getti vengono accelerate ed emettono raggi X. I ricercatori hanno aggiunto altre osservazioni condotte nel mrazo 2022 come quelle di IXPE ma con altri telescopi sensibili ad altre bande dello spettro elettromagnetico. Ciò ha permesso di stabilire che che le emissioni di raggi X sono maggiormente polarizzate di quelle ottiche, le quali a loro volta sono maggiormente polarizzate di quelle radio.

I ricercatori hanno usato i dati ottenuti per testare i modelli teorici relativi alle possibili cause dell’accelerazione delle particelle. Il modello che corrisponde maggiormente ai dati è quello in cui un’onda d’urto accelera le particelle. L’origine potrebbe essere in qualche disurbo nel flusso del getto che fa diventare una sua sezione supersonica. Il disturbo potrebbe essere generato da collisioni di particelle energetiche o da cambiamenti di pressione ai confini del getto.

Quando il getto supera il luogo d’origine dell’onda d’urto, le particelle che lo compongono attraversano regioni in cui ci sono campi magnetici turbolenti. Ciò riduce la polarizzazione in un modo che dipende dall’energia emessa dalle particelle e spiega le differenze riscontrate nelle diverse bande elettromagnetiche.

L’immagine (NASA/Pablo Garcia) mostra lo schema dell’osservazione del blazar Markarian 501 con il telescopio spaziale IXPE. Il circolo mostra i dettagli delle particelle energetiche presenti nel getto diretto verso la Terra e delle loro emissioni elettromagnetiche con la loro origine, il loro allontanamento e la riduzione della loro polarizzazione.

Le osservazioni del blazar Markarian 501 continueranno per ottenere maggiori dettagli sui processi in atto e verificare se la polarizzazione cambia nel corso del tempo. Il telescopio spaziale IXPE verrà usato anche per studiare altri blazar per capire se i processi in atto nei loro getti siano gli stessi. Sono studi che aiuteranno a capire meglio i processi legati ai buchi neri supermassicci.