Le plan de polarisation d'une onde est le plan dans lequel un vecteur (par exemple, le vecteur champ électrique) oscille et change. Dans la figure illustrée, les oscillations du vecteur électrique sont en bleu; le plan de polarisation est en rouge.

La lumière que nous voyons dans la nature, comme règle, se compose de nombreuses ondes de ce type dirigées dans différentes directions. Dans ce cas, l'orientation de la polarisation est aléatoire (dans l'image ci-dessous dans la figure de gauche). La lumière totalement polarisée (sur la figure de droite) se propage avec les oscillations du vecteur électrique dans un seul plan. Un tel phénomène peut être observé dans certains lasers. Cependant, les processus physiques créent principalement une lumière partiellement polarisée, tandis que les ondes électromagnétiques dans un faisceau lumineux oscillent souvent le long de l'une des directions. Par exemple, la figure du milieu montre des ondes électromagnétiques dans un faisceau de lumière partiellement polarisée dirigée vers le lecteur. C'est ce genre de lumière que les scientifiques observent lorsqu'ils étudient les blazars. Dans ce but, ils étudient les noyaux galactiques actifs à travers un télescope avec un filtre polarisant spécial, semblable aux lunettes de soleil, qui ne transmet des oscillations que dans un seul plan.

Des décennies d'observations ont témoigné que le plan de polarisation de la lumière visible dans les blazars tourne parfois. Les scientifiques ont avancé plusieurs hypothèses qui pourraient décrire le mécanisme de telles rotations, mais aucun d'entre eux n'a eu de preuves suffisantes. Le groupe de recherche du Laboratoire d'astrophysique observationnelle de l'Université de Saint-Pétersbourg a attiré l'attention sur l'un des modèles théoriques. Il a été proposé en 2010 dans un article universitaire. Des chercheurs de l'Université de Saint-Pétersbourg ont également participé à cette étude. Il a considéré une rotation du plan de polarisation et a prédit que de telles rotations devraient coïncider avec des sursauts gamma répétés.

Le groupe de recherche de l'Université de Saint-Pétersbourg a testé cette hypothèse en collaboration avec des scientifiques de l'Institut universitaire de Boston pour la recherche en astrophysique, l'Institut Max Planck de radioastronomie; et d'autres institutions de recherche. Ils ont analysé les données accessibles au public :du télescope spatial Fermi à rayons gamma, qui avait observé l'un des blazars les plus actifs 3C 279; l'Observatoire de l'Université de Saint-Pétersbourg; l'Observatoire d'astrophysique de Crimée; le télescope Perkins; et d'autres.

"Nous avons comparé les résultats de nombreuses observations de la polarisation de l'émission optique du blazar 3C 279 avec les données ouvertes du télescope spatial à rayons gamma Fermi. Il balaye régulièrement l'ensemble du ciel depuis 2008 et montre la distribution du flux de rayons gamma. Nous ont réussi à trouver un modèle d'éclats dans ce blazar, qui s'est répété au moins trois fois avec les rotations de la polarisation optique. Ceci confirme le modèle proposé précédemment expliquant les rotations de polarisation, " dit Dmitri Blinov.

En outre, sur la base des données obtenues, les chercheurs sont parvenus à décrire la structure de la partie interne des jets. On constate que la colonne vertébrale rapide, le centre du jet, est entouré d'une gaine plus lente, qui se compose de condensations annulaires. Lorsqu'un plasmoïde se déplace le long de la colonne vertébrale du jet à grande vitesse, il diffuse des photons de basse énergie de la gaine aux énergies de la bande gamma. Cela provoque les sursauts que les scientifiques ont observés. Les structures annulaires de la gaine étant stables au fil des années d'observations, de tels sursauts se sont répétés plusieurs fois.

Les résultats de la recherche sont devenus la base de l'animation 3D, ce qui donne une idée des processus qui se déroulent dans les parties internes des noyaux galactiques actifs. Selon Dmitri Blinov, à l'avenir, des schémas similaires de sursauts dans la bande gamma pourraient aider à clarifier d'autres problèmes. Par exemple, selon l'une des hypothèses, ce sont des jets avec des épines rapides et des gaines lentes qui peuvent produire des particules cosmiques fondamentales, les neutrinos. Des motifs répétés de sursauts pourraient indiquer des blazars qui émettent des neutrinos cosmiques.