Быстрые сгустки плазмы могут поляризовать рентгеновский свет

Авторы проверили не просто форму спектра, а сразу два свойства излучения: его энергию и поляризацию. Для этого они построили упрощённую цепочку плазменных сгустков, возникающих там, где магнитное поле перестраивается, и проследили методом Монте-Карло, как рентгеновские фотоны рассеиваются на этих сгустках. Такой расчёт позволяет оценить, какой сигнал увидел бы наблюдатель под разными углами.

Проблема в том, что в распространённой картине рентгеновские фотоны разгоняют горячие электроны или их пары, но сами частицы при этом быстро теряют энергию, излучая. Сгустки плазмы предлагают другой вариант: они движутся целиком с большой скоростью, поэтому рассеяние происходит на их общем движении, а не только на хаотическом движении отдельных частиц.

Модель показала важную деталь, которой нет в одной лишь форме спектра: поляризация получается сильнее, чем у обычной горячей плазмы, где частицы движутся во всех направлениях примерно одинаково. Причина — сгустки в основном перемещаются внутри плоскости магнитного слоя, и это задаёт рентгеновскому свету преимущественное направление колебаний. Авторы также рассмотрели, как сигнал меняется при повороте вокруг оси системы, и указали два возможных места для такой цепочки: плоский токовый слой у экватора чёрной дыры или внешняя оболочка релятивистской струи — узкого потока вещества, летящего почти со скоростью света.