الأصل: "LHAASO observation of Mrk 421 during 2021 March - 2024 March: a comprehensive VHE catalog of multi-timescale outbursts and its time average behavior"
المجرة النشطة Mrk 421 تارةً تهدأ وتارةً تتوهج — وقد اكتشف العلماء نمطين مختلفين لسلوكها.
لمدة ثلاث سنوات متتالية، وفي كل ليلة، تتجه التلسكوبات نحو نقطة واحدة في السماء. هناك تقع المجرة Mrk 421، التي ينبعث من نواتها نفاث من الجسيمات موجه تقريبًا نحو الأرض تمامًا. تُعرف هذه الأجسام باسم النجوم الزائفة المزودة بنفاثات (blazars). الثقب الأسود في مركز المجرة يلف المادة في قرص، ويُقذف جزء منها إلى الخارج في حزمتين ضيقتين. إذا كانت إحدى الحزمتين موجهة نحونا، تومض المجرة مثل منارة بعيدة.
يرصد مرصد LHAASO في جبال الصين الجسيمات الناتجة عن هذه التوهجات. على مدى ثلاث سنوات، رصد 23 حدثًا ساطعًا من Mrk 421. في عام 2021 كانت المجرة هادئة، لكنها بدأت تستيقظ منذ عام 2022. كان أقوى توهج أكثر سطوعًا بمقدار 20 مرة من الخلفية المعتادة. الأمر أشبه بأن يشتعل مصباح ليلي في غرفة فجأة أكثر سطوعًا من الثريا.
يندفع النفاث من Mrk 421 نحونا بسرعة تقترب من سرعة الضوء. لذلك يبدو ضوءه أكثر سطوعًا وطاقة مما هو عليه في الواقع.
قارن العلماء التوهجات في نطاقات مختلفة: الأشعة السينية، وأشعة غاما، والضوء المرئي. واتضح أن الأشعة السينية وأشعة غاما الأعلى طاقة تتغير في نفس الوقت دون تأخير. أما أشعة غاما ذات الطاقات الأقل قليلًا فسلوكها مختلف. وهذا يعني أن هناك آليتين مختلفتين لإطلاق الطاقة داخل النفاث. واحدة تعمل عندما تكون المجرة هادئة، والأخرى عندما تشتعل.
الآن يعرف علماء الفلك: لهذه المنارات الكونية نمطان. فهم هذه الأنماط سيساعد في معرفة كيف تقوم الثقوب السوداء بتسريع الجسيمات إلى طاقات هائلة. وهذا هو المفتاح لطبيعة الأشعة الكونية التي تصل إلى الأرض من كل اتجاه.