Trong môi trường cực đoan xung quanh các lỗ đen siêu khối lượng, các nhà khoa học đưa ra 2 cơ chế giải thích về cách X-quang hình thành, một liên quan đến proton và một liên quan đến electron. Gần đây, kết quả quan sát từ kính thiên văn vũ trụ NASA IXPE đã xác nhận rằng tương tác giữa electron di chuyển nhanh và photon là nguyên nhân chính tạo ra X-quang, giải quyết nghi vấn lâu dài về cơ chế phun của lỗ đen.
BL Lacertae là một hạt nhân hoạt động, với vùng trung tâm nằm trong đĩa hấp thụ sáng chói bao quanh lỗ đen siêu khối lượng. Khi hoạt động, lỗ đen cũng phát ra luồng vật chất hướng về phía Trái đất, là đối tượng lý tưởng cho các nhà khoa học quan sát và thu thập dữ liệu.
NASA cho biết, các nhà khoa học đề xuất 2 giả thuyết về cách hình thành X-quang từ luồng phun của lỗ đen, một giả thuyết liên quan đến proton và một giả thuyết liên quan đến electron, mỗi loại đều có đặc điểm khác nhau về độ phân cực X-quang. Nếu X-quang từ luồng phun có độ phân cực cao, điều này chỉ ra rằng X-quang được tạo ra từ sự quay của proton trong trường từ của luồng phun hoặc từ sự tương tác với photon trong luồng phun; nếu độ phân cực X-quang thấp hơn, điều này cho thấy electron tương tác với photon là nguyên nhân tạo ra X-quang.
Kính thiên văn vũ trụ IXPE, gồm 3 kính thiên văn giống nhau, đã đi vào hoạt động vào ngày 9 tháng 12 năm 2021 và hiện là kính thiên văn duy nhất có khả năng đo độ phân cực. Gần đây, các nhà thiên văn học thông qua IXPE quan sát BL Lac cho thấy, độ phân cực ánh sáng X-quang là khá thấp (không vượt quá 7.6%), cho thấy electron là nguyên nhân chính tạo ra X-quang.
NASA giải thích rằng khi photon tương tác với các hạt mang điện chuyển động nhanh (thường là electron) gây ra hiện tượng tán xạ Compton, electron có đủ năng lượng để tán xạ ánh sáng hồng ngoại tới bước sóng X-quang. Điều này xác nhận rằng electron tương tác với photon qua hiệu ứng Compton có thể giải thích về X-quang, cuối cùng giải quyết một trong những bí ẩn lâu dài về cơ chế phun đã làm bận tâm các nhà khoa học.
(Nguồn hình ảnh: NASA)