在活跃星系核中心，超大质量黑洞会将其周围吸积盘的部分物质加速，并喷射成接近光速的高速喷流。这些喷流会在各种波段发出极为明亮的辐射，包含高能量的X光。天文学家早已知道，这些X光并不是“直接产生”的，而是来自一种称为“康普顿散射”的过程：高速运动的电子撞上原本能量较低的光子，将光子“踢”成能量更高的X光。真正的问题在于，这些一开始被撞击、能量较低的光，究竟是从哪里来的，这个问题困扰了天文学界数十年。
理论上，这些光子有两种主要可能来源。其中一种情况是，光子来自黑洞喷流本身。喷流中的高速电子在强磁场中运动时，会先放出一种称为“同步辐射”的光，接着再由同一批电子把这些光子加速成X光。简单来说，就是喷流自己发光，再自己把光升级。
另一种情况则是，这些低能量光子并非来自喷流，而是来自黑洞周围的吸积盘或星系中心的环境辐射，再被喷流中的电子加速成X光。这两种机制在亮度与能量分布增至起来非常相似，使得天文学家长期无法仅靠传统观测加以分辨。
关键的突破来自“偏振”的观测。光具有振动方向，而不同的产生机制会留下不同的偏振特征。如果X光来自喷流本身的同步辐射相关过程，其偏振方向与程度应该会与光学或电波波段相似；反之，若光子来自外部环境，偏振信号则会被大幅削弱。
NASA的“X光偏振成像探测器（IXPE）”任务，正是专门用来测量X光偏振的望远镜。研究团队对英仙座星系团中心的活跃星系3C 84进行长达600小时的观测，并结合多台X光望远镜的数据，成功从复杂的背景中分离出喷流本身的信号。
英仙座星系团的X光观测比较。此图并列呈现“X光偏振成像探测器（IXPE）”任务与“钱德拉X光观测卫星（Chandra X-ray Observatory）”对英仙座星系团的X光观测结果。研究团队结合IXPE所提供的X光偏振资讯，以及钱德拉拉的高解析成像能力，并搭配其他X光望远镜的观测数据，得以在星系团内大量高温气体所形成的复杂背景中，分离出核心活跃星系3C 84所发出的X光信号，并确认其偏振测量结果。（Source：NASA）
观测结果显示，3C 84的X光具有约4%的偏振度，且其偏振特性与光学与电波观测高度一致。这样的结果正符合“喷流自己发光、再自己把光升级”的物理场景，几乎排除了X光主要来自外部环境辐射的可能性。
这是天文学家首次利用X光偏振，直接厘清黑洞喷流中高能辐射的物理来源，不仅解决了一个常年未解的问题，也显示X光偏振将成为研究黑洞与高能宇宙的重要新工具。
（首图为示意图，来源：NASA）
