تمت دراسة أقوى توهج لأشعة جاما لبلازار لأول مرة عند ثلاثة ترددات راديو في وقت واحد

حدث انفجار قوي لأشعة جاما في كوكبة الدجاجة في عام 2021. وبعد ذلك، تم تسجيل أصداءه، والآن تم الانتهاء من تحليلهم.

نتائج تم قبول عمليات رصد بلزار أشعة جاما TXS 2013+370 باستخدام قياس التداخل الأساسي الطويل للغاية للنشر من قبل مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.

الطائرات تستهدف كوكبنا

دعونا نذكركم بذلك البلازارات عبارة عن أجسام شبه نجمية مدمجة للغاية (الكوازارات) مرتبطة بالثقوب السوداء الهائلة الموجودة في مراكز المجرات الإهليلجية العملاقة النشطة. وهي تنتمي إلى مجموعة أكبر من المجرات ذات النوى النشطة وهي المصادر الأكثر شيوعًا لأشعة جاما خارج مجرتنا. السمة المميزة لها هي الطائرات النسبية الموجهة تقريبًا نحو الأرض.

بناءً على طبيعة انبعاثها البصري، تنقسم البلازارات عادةً إلى فئتين رئيسيتين: الكوازارات ذات الطيف المسطح (FSSRQs)، التي لها خطوط طيفية مشرقة وواسعة، والأجسام من نوع BL Lizard، التي ليس لها خطوط طيفية ضعيفة للغاية أو ليس لها خطوط طيفية.

اشتعلت فلاش

TXS 2013+370 عبارة عن بلزار قوي لأشعة جاما مع انزياح أحمر يبلغ حوالي 0.86 (حوالي 7.8 مليار سنة ضوئية)، ويقع بالقرب من مستوى المجرة. ويوجد في مركزها ثقب أسود هائل أثقل من الشمس بحوالي 400 مليون مرة.

اعتبارًا من 6 ديسمبر 2020، بدأ لمعان TXS 2013+370 في نطاق أشعة جاما في الزيادة بشكل حاد، وتطور إلى توهج كامل. قرر فريق من الباحثين بقيادة عالم الفيزياء الفلكية جيورجوس ميخائيليديس من جامعة أرسطو في ثيسالونيكي (اليونان) إجراء عمليات رصد مستهدفة لهذا البلازار باستخدام قياس التداخل الراديوي الأساسي الطويل جدًا (VLBI)، مما يسمح لهم بدراسة التوهج بتفاصيل غير مسبوقة.

كتب الباحثون: “في هذا العمل، قمنا برصدات استقطابية لـ VLBI لـ TXS 2013+370 عند 22 و43 و86 جيجا هرتز خلال فورة GeV استثنائية في 11 فبراير 2021، محققين دقة زاوية تصل إلى ~0.1 ملي ثانية قوسية. هذه هي أول دراسة VLBI استقطابية متعددة الترددات لهذا المصدر”.

دراسة هيكل الطائرة

أولاً، أظهرت الملاحظات أن TXS 2013+370 هو مصدر مدمج ذو قلب مهيمن ونفاثة منحنية تمتد جنوب غربًا من منطقة مركزية مشرقة. تُظهر الصور الناتجة أن البلازار يتكون من نواة لامعة وعدة مكونات فردية في النفاث، مع كون هيكله العام مرئيًا بشكل أفضل عند الترددات الأعلى.

كشفت الملاحظات عن مكون جديد في الطائرة المنحنية TXS 2013+370، المسمى N2. يقع على بعد حوالي 60 ميكرو ثانية قوسية من قلب البلازار، ويرتبط مظهره بزيادة في نشاط المصدر في جميع النطاقات الطيفية.

أين يتم إنتاج أشعة جاما؟

اتضح أن منطقة توليد أشعة جاما في TXS 2013+370 تقع خارج أو على حدود منطقة الخط العريض (BLR). وهذا يجعل من طارة البلازار المغبرة الخزان الرئيسي للفوتونات: يتم التقاط فوتونات الأشعة تحت الحمراء من طارة بواسطة النفث وتحويلها إلى أشعة جاما في عملية تشتت كومبتون الخارجي.

تم العثور على علاقة قوية وفارق زمني بين النبضات في نطاق جاما وعلى تردد 15 جيجا هرتز – وصلت أصداء الراديو بعد حوالي 102 يومًا.

وبمقارنة توهج عام 2021 مع التوهج السابق الذي حدث في عام 2009، خلص مؤلفو العمل إلى أنه في كلتا الحالتين، تم توليد أشعة جاما في نفس المكان ضمن فرسخ فلكي واحد من النواة. ثم فسروا التأخير الزمني الآخر بالتغيرات في ظروف العتامة في النفاث، وليس بحركة مصدر الإشعاع نفسه.