اخترشناسان با استفاده از IXPE (کاوشگر قطبشسنجی پرتو ایکس تصویربرداری)، به یک سوال دیرینه پاسخ دادهاند، پرتوهای ایکس موجود در جت یک سیاهچاله ابرپرجرم از کجا میآیند؟ برای انجام این کار، IXPE مجبور بود یک خوشه کهکشانی را بیش از ۶۰۰ ساعت در یک دوره ۶۰ روزه رصد کند.
خوشه پرسئوس درخشانترین خوشه کهکشانی قابل مشاهده در پرتو ایکس است. این ماموریت IXPE بر روی این خوشه کهکشانی متمرکز بود تا کشف کند که پرتوهای ایکس موجود در جت یک سیاهچاله ابرپرجرم واقعاً از کجا میآیند. این اولین باری است که IXPE یک خوشه کهکشانی را رصد میکند. همچنین این طولانیترین رصد IXPE از یک هدف واحد از زمان راهاندازی آن است.
در مرکز خوشه پرسئوس، یک کهکشان فعال به نام 3C ۸۴ وجود دارد. این کهکشان به دلیل نزدیکی و روشناییاش، هدف رایجی برای مطالعات پرتو ایکس است. این ماموریت قطبش 3C ۸۴ را اندازهگیری کرد. اندازهگیریهای قطبش، اطلاعاتی در مورد جهتگیری و همترازی پرتوهای ایکس ساطع شده را در اختیار دارند.
دانشمندان پیش از این بر این باورند که پرتوهای ایکس از کهکشانهای فعال مانند 3C ۸۴ ناشی از پراکندگی معکوس کامپتون است. پراکندگی معکوس کامپتون فرآیندی است که در آن فوتونهای کمانرژی به محدودههای انرژی بالاتر، مانند محدوده پرتو ایکس، افزایش مییابند. این فرآیند با پراکندگی فوتون-الکترون اتفاق میافتد. فوتونهای کمانرژی در این مورد، فوتونهای بذر نامیده میشوند. دانشمندان از این مطالعه دو سناریو برای منشأ این فوتونهای بذر ارائه دادند.
سناریوی اول، خودکامپتون سینکروترون است، که در آن فوتونهای بذر از همان جتی سرچشمه میگیرند که تابش پرانرژیتر را تولید میکند. سناریوی دیگر نشان میدهد که فوتونهای بذر از تابش پسزمینه خارج از جت سرچشمه میگیرند. این کامپتون خارجی نامیده میشود. ستارهشناسان دادههای موجود را تجزیه و تحلیل کردند و به این نتیجه رسیدند که سناریوی خود-کامپتون سینکروترون، محتملترین حالت برای 3C ۸۴ است.
برای دستیابی به این نتایج، ستارهشناسان مشاهدات IXPE را با دادههای رصدخانه پرتو ایکس چاندرا، آرایه تلسکوپ طیفسنجی هستهای (NuSTAR) و رصدخانه نیل گرلز سویفت ترکیب کردند. یافتههای این مطالعه در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شد.
