فوران‌های پرتو ایکس از سیاه‌چاله‌ای که پرتو کیهانی شلیک می‌کند

برخی از پرانرژی‌ترین ذرات کهکشان ما ممکن است از ریزاختروش‌ها (میکروکوازارها) بیایند: سیاه‌چاله یا ستارهٔ نوترونی‌ای که از ستاره‌ای همدم تغذیه می‌کند و فوران‌های نسبیتی پرتاب می‌کند. آرایه‌های زمینی مانند Tibet ASγ، HAWC و LHAASO از چند تا از آن‌ها پرتوهای گامای بالاتر از 100 ترا‌الکترون‌ولت آشکار کرده‌اند. این امر ریزاختروش‌ها را رده‌ای تازه از پِواترون‌ها می‌کند — شتاب‌دهنده‌هایی که می‌توانند ذرات را تا یک پتاالکترون‌ولت، یعنی میلیون میلیارد الکترون‌ولت، برسانند.

نخستین موردی که شناسایی شد SS 433 با سحابی W50 بود. دومی V4641 کمان (V4641 Sagittarii) بود.

قهرمان پرتوهای گاما

V4641 Sgr درخشان‌ترین ریزاختروش در پرتوهای گامای TeV است. درخشش پرتو گامای آن، که تا 0.8 PeV آشکار شده، حدود یک درجه از آسمان را می‌پوشاند و یکی از «سخت‌ترین» طیف‌ها را در میان منابع TeV کهکشان دارد. در قلب آن: سیاه‌چاله‌ای به جرم 6.4 جرم خورشیدی و ستاره‌ای همدم به جرم 2.9 جرم خورشیدی، در فاصلهٔ حدود 6.2 کیلوپارسکی. این سامانه در 1999 فورانی شدید داشت و از آن پس تقریباً هر دو سال یک بار شعله‌ور شده است؛ در فوران 1999 فوران‌های رادیویی دیده شدند.

با این حال، تلسکوپ‌های پرتو ایکس بیشتر در هنگام فوران‌ها آن را رصد کرده بودند، وقتی منبع مرکزی همه‌چیز را تحت‌الشعاع قرار می‌دهد. ماهوارهٔ XRISM در 2024 نشانه‌ای از پرتو ایکس گسترده دیده بود، اما درست پس از یک فوران و تنها در بخشی از ناحیه.

انتظار برای سکوت

نائومی تسوجی (دانشگاه توکیو و ریکن)، کاترینا ترزولدی (رصدخانهٔ INAF–برِرا) و حدود چهل همکار در ژاپن، ایتالیا، ایالات متحده، چین، کانادا، فرانسه و جاهای دیگر راهبرد مخالف را برگزیدند. پس از آنکه با ابزارهای دیگر مطمئن شدند سیاه‌چاله آرام است، در سپتامبر 2025 تلسکوپ XMM-Newton را به سوی کل ناحیهٔ پرتو گاما نشانه گرفتند: چهار نشانه‌روی، هر کدام 30 تا 40 کیلوثانیه. منبع مرکزی در آن زمان حدود سه مرتبهٔ بزرگی کم‌نورتر از هنگام رصد XRISM بود.

معلوم شد که میدان دید پر از منابع نقطه‌ای است — ستارگان فعال، کوتوله‌های سفید، کهکشان‌های دوردست — که تیم آن‌ها را پوشاند تا به دنبال نور پخش بگردد.

نقشه‌های XMM-Newton از ناحیهٔ V4641 Sgr (ستاره) با پربندهای پرتو گامای H.E.S.S. به رنگ سفید؛ در سمت راست، دو منبع گستردهٔ تازهٔ پرتو ایکس n1 و s1. — شکل 1، تسوجی، ترزولدی و همکاران (2026)، arXiv:2610.02966.

دو گره روی محور فوران

در نوار 2–5 keV، دو لکهٔ گسترده برجسته‌اند که به پیروی از گره‌های شناخته‌شدهٔ SS 433، n1 (شمال) و s1 (جنوب) نام گرفته‌اند. آن‌ها در حدود 23 و 25 پارسکی این دوتایی قرار دارند، تقریباً با محور فوران رادیویی هم‌راستایند (در محدودهٔ 16° و 10°) و درون گسیل پرتو گاما جای دارند. معناداری آشکارسازی: 20 سیگما برای n1 و 7 سیگما برای s1؛ n1 در دو رصد جداگانه دیده می‌شود.

این نخستین آشکارسازی ساختارهای فورانی پرتو ایکس به طول ده‌ها پارسک در این سامانه است. چنین ساختارهایی تنها در شمار انگشت‌شماری از دوتایی‌های پرتو ایکس شناخته شده‌اند.

طیف آن‌ها یک قانون توانی هموار است، بدون خطوط گسیلی گازی داغ؛ یک مدل گرمایی بسیار بدتر برازش می‌شود. نویسندگان آن را تابش سنکروترون می‌خوانند: الکترون‌هایی با انرژی چند TeV که در یک میدان مغناطیسی مارپیچ می‌زنند.

میدانی ضعیف، با تقویت محلی

مدل‌سازی هم‌زمان پرتو ایکس و پرتو گاما — که هر دو را الکترون‌های یکسانی می‌سازند — میدانی مغناطیسی تنها 3 تا 5 میکروگاوس در گره‌ها، و 1 تا 2 میکروگاوس یا کمتر در بقیهٔ لُب‌های پرتو گاما به دست می‌دهد. میدان ضعیف است، اما به‌طور محلی تقویت شده است.

این تفاوت کلیدی با SS 433 است که گره‌هایش در فاصله‌هایی مشابه قرار دارند: SS 433 در پرتو ایکس حدود ده برابر درخشان‌تر از پرتو گاماست، و V4641 Sgr حدود ده برابر کم‌نورتر، زیرا میدانش ضعیف‌تر است. نویسندگان فورانی به‌طور میانگین کم‌توان‌تر یا محیطی رقیق‌تر را پیشنهاد می‌کنند، چون V4641 Sgr حدود 5 درجه زیر صفحهٔ کهکشان قرار دارد.

دو تفسیر همچنان باز است: گره‌ها ممکن است خود محل‌های شتاب‌گیری باشند، جایی که فوران دچار شوک می‌شود، یا ساختارهایی در پایین‌دست. برای رسیدن به انرژی‌های PeV در چنین میدانی و در طول حدود 5 پارسک، فوران باید با سرعتی دست‌کم یک‌دهم سرعت نور حرکت کند. ذراتی که پروتون‌ها، و نه الکترون‌ها، تولید کرده باشند نیز قابل رد نیستند.

نگاه به بیرون از مرکز

نویسندگان هشدار می‌دهند که منابع نقطه‌ای تفکیک‌نشده هنوز ممکن است سهمی داشته باشند و ظاهر پخش ممکن است تا حدی ناشی از تفکیک‌پذیری محدود باشد. رصدهای چاندرا و NuSTAR برنامه‌ریزی شده‌اند. مقاله‌ای همراه با ماهوارهٔ کاوشگر اینشتین (Einstein Probe) ساختارهای پرتو ایکس سازگاری را گزارش می‌کند. توصیهٔ آن‌ها به دیگر اخترشناسان ساده است: در دوره‌های آرام، دور از مرکز درخشان را نشانه بگیرید و به دنبال گره‌ها بگردید.