JETI ZA EKSIREI KUTOKA SHIMO JEUSI LINALORUSHA MIALE YA ANGA

Baadhi ya chembe zenye nishati kubwa zaidi katika Galaksi yetu huenda zinatoka kwa mikrokwasari (microquasars): shimo jeusi au nyota ya nutroni inayojilisha kutoka nyota mwenzake na kurusha jeti za kirelativiti. Mitandao ya ardhini kama Tibet ASγ, HAWC na LHAASO imegundua mionzi gamma juu ya TeV 100 kutoka kwa kadhaa kati yake. Hilo linazifanya mikrokwasari kuwa aina mpya ya PeVatron — viongeza-kasi vinavyoweza kusukuma chembe hadi peta-elektronivolti moja, elektronivolti milioni bilioni.

Ya kwanza kutambuliwa ilikuwa SS 433 pamoja na nebula yake W50. Ya pili ilikuwa V4641 Sagittarii.

Bingwa wa mionzi gamma

V4641 Sgr ndiyo mikrokwasari ing’aayo zaidi katika mionzi gamma ya TeV. Mng’ao wake wa mionzi gamma, uliogunduliwa hadi PeV 0.8, unaenea juu ya takriban nyuzi moja ya anga, ukiwa na mojawapo ya spektra “ngumu” zaidi miongoni mwa vyanzo vya TeV vya Galaksi. Katika kiini chake: shimo jeusi lenye uzito wa jua 6.4 na nyota mwenzake yenye uzito wa jua 2.9, umbali wa takriban kiloparseki 6.2. Mfumo huo ulilipuka kwa nguvu mwaka 1999 na umewaka takriban kila baada ya miaka miwili tangu hapo; jeti za redio zilionekana wakati wa mlipuko wa 1999.

Hata hivyo darubini za eksirei zilikuwa zimeitazama zaidi wakati wa milipuko, chanzo cha kati kinapong’aa kuliko kila kitu. Setilaiti ya XRISM ilikuwa imeona dalili ya eksirei zilizotanuka mwaka 2024, lakini muda mfupi tu baada ya mlipuko na juu ya sehemu tu ya eneo.

Kusubiri ukimya

Naomi Tsuji (Chuo Kikuu cha Tokyo na RIKEN), Caterina Tresoldi (Kituo cha Uchunguzi wa Anga cha INAF–Brera) na wenzao takriban arobaini kote Japani, Italia, Marekani, China, Kanada, Ufaransa na kwingineko walichagua mkakati wa kinyume. Baada ya kuthibitisha kwa vyombo vingine kwamba shimo jeusi lilikuwa tulivu, walielekeza darubini ya XMM-Newton kwenye eneo zima la mionzi gamma mnamo Septemba 2025: maelekezo manne ya kilosekunde 30 hadi 40 kila moja. Chanzo cha kati wakati huo kilikuwa hafifu takriban mara elfu (vipeo vitatu vya ukubwa) kuliko wakati wa uchunguzi wa XRISM.

Uwanja wa kutazama ulikuwa umejaa vyanzo vya nukta — nyota hai, vibete weupe, galaksi za mbali — ambavyo timu ilivifunika ili kutafuta mwanga uliotawanyika.

Ramani za XMM-Newton za eneo la V4641 Sgr (nyota) zenye kontua za mionzi gamma kutoka H.E.S.S. kwa rangi nyeupe; kulia, vyanzo viwili vipya vya eksirei vilivyotanuka n1 na s1. — Kielelezo 1, Tsuji, Tresoldi et al. (2026), arXiv:2610.02966.

Mafundo mawili kwenye mhimili wa jeti

Katika bendi ya keV 2–5, mabaka mawili yaliyotanuka yanajitokeza, yaliyopewa majina n1 (kaskazini) na s1 (kusini) kufuatana na mafundo yanayojulikana ya SS 433. Yako takriban parseki 23 na 25 kutoka kwenye mfumo-jozi, yakiwa yamejipanga takriban sambamba na mhimili wa jeti ya redio (ndani ya 16° na 10°), na ndani ya utoaji wa mionzi gamma. Umuhimu wa ugunduzi: sigma 20 kwa n1, sigma 7 kwa s1; n1 inajitokeza katika uchunguzi miwili tofauti.

Huu ni ugunduzi wa kwanza wa miundo ya jeti za eksirei yenye urefu wa makumi ya parseki katika mfumo huu. Miundo kama hiyo inajulikana katika jozi chache tu za eksirei.

Spektra yao ni sheria laini ya kipeo, bila mistari ya utoaji ya gesi yenye joto; modeli ya kijoto inaoana vibaya zaidi. Waandishi wanaitafsiri kama mionzi ya sinkrotroni: elektroni zenye nishati ya TeV kadhaa zikizunguka kwa ond ndani ya uga wa sumaku.

Uga dhaifu, ulioimarishwa mahali hapo

Kuunda modeli ya eksirei na mionzi gamma kwa pamoja — elektroni zilezile zikizalisha zote mbili — kunatoa uga wa sumaku wa mikrogausi 3 hadi 5 tu katika mafundo, na mikrogausi 1 hadi 2 au chini mahali pengine katika mabawa ya mionzi gamma. Uga ni dhaifu, lakini umeimarishwa mahali hapo.

Hii ndiyo tofauti kuu na SS 433, ambayo mafundo yake yako katika umbali unaofanana: SS 433 inang’aa takriban mara kumi zaidi katika eksirei kuliko katika mionzi gamma, V4641 Sgr takriban mara kumi chini, kwa sababu uga wake ni dhaifu zaidi. Waandishi wanapendekeza jeti yenye nguvu ndogo zaidi kwa wastani, au mazingira mepesi zaidi, kwa kuwa V4641 Sgr iko takriban nyuzi 5 chini ya bapa la Galaksi.

Tafsiri mbili zinabaki wazi: mafundo yanaweza kuwa maeneo ya kuongeza kasi yenyewe, ambapo jeti inapata mshtuko, au miundo iliyo mbele zaidi mkondoni. Ili kufikia nishati za PeV katika uga kama huo kwa umbali wa takriban parseki 5, jeti ingehitaji kusogea kwa angalau sehemu ya kumi ya kasi ya mwanga. Chembe zinazozalishwa na protoni badala ya elektroni haziwezi kuondolewa pia.

Kutazama nje ya kitovu

Waandishi wanatahadharisha kwamba vyanzo vya nukta visivyotenganishwa bado vinaweza kuchangia, na kwamba mwonekano wa mtawanyiko unaweza kutokana kwa sehemu na uwezo mdogo wa kutenganisha picha. Uchunguzi wa Chandra na NuSTAR umepangwa. Makala shirikishi inayotumia setilaiti ya Einstein Probe inaripoti miundo ya eksirei inayoendana. Ushauri wao kwa wanaastronomia wengine ni rahisi: elekeza mbali na kitovu kinachong’aa, wakati wa vipindi tulivu, na tafuta mafundo.