📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

الكشاف يضيء أكثر فأكثر، لكن عند حد معين تحترق المصباح فجأة ولا يعود الضوء يتدفق. شيئًا مشابهًا رصده علماء الفيزياء الفلكية في النواة المجرية النشطة البعيدة ماركاريان 421. هذه مجرة نشطة ينطلق نفاثها البلازمي الساخن (jet) نحو الأرض تقريبًا تمامًا، مثل شعاع منارة كونية. تلسكوب HAWC، الواقع على قمم جبال المكسيك، راقب هذا الجسم باستمرار وجمع مشاهدات عبر 2460 مرورًا في مجال رؤيته.

في الفترات الهادئة، يشبه إشعاع غاما الصادر من Mrk 421 ضجيجًا منتظمًا. لكن عندما يدخل المصدر في طور النشاط العالي، تتغير الصورة جذريًا. فبدلًا من طيف أملس يمتد بلا نهاية، يظهر انقطاع حاد عند طاقة تبلغ نحو 13 تيرا إلكترون فولت (TeV). وكأن الصوت ينقطع فجأة عند نغمة واحدة ثم يسود الصمت. اختبر العلماء ذلك: نموذج الانحدار الأسي يصف البيانات بمستوى ثقة يبلغ 3.8 سيغما، وهو أكثر إقناعًا بكثير من قانون القوى البسيط دون انقطاع.

الأكثر إثارة للاهتمام هو طبيعة هذا الانقطاع. عادةً، يمكن لأشعة غاما أن تفقد طاقتها في طريقها إلينا عند اصطدامها بفوتونات الضوء الخلفي خارج المجرة (وهو توهج خافت لجميع النجوم والمجرات عبر تاريخ الكون). لكن الحسابات أظهرت أن الانحدار المقاس لا يتطابق مع ما هو متوقع من هذا الامتصاص. إذن، المصدر نفسه يتوقف عن إصدار جسيمات فوق طاقة معينة — «مصهره» الداخلي يعمل قبل أن تتدخل البيئة بين المجرات. هذا يسمح بوضع حدود عليا لسطوع الضوء الخلفي نفسه — وهي خاصية أساسية للكون يصعب قياسها مباشرة.

هكذا، النواة المجرية النشطة، مثل مصباح يحترق، لا تخبرنا فقط عن آلياتها الخاصة، بل تساعدنا أيضًا في رؤية الشبكة غير المرئية من الضوء التي تخترق الكون بأكمله.

الملخص الأصلي

كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2605.23107

The blazar Mrk 421 exhibits rapid variability over a wide range of timescales. Spectral differences have been observed during the different emission states of Mrk 421. During the high emission states, tests to constraint the Hubble constant and the photon intensity of Extragalactic Background Light (EBL) can be performed. The HAWC observatory provides an exceptionally long term monitoring of the source at TeV energies. We selected periods of high emission state and low emission state in data with total observation time of 2460 transits from the HAWC observatory using the All-sky Root around in an Unbiased way methodology. We report on evidence of a cutoff in the spectrum of Mrk 421 during high emission states. An Exponential Cutoff Power Law is preferred over a Simple Power Law at a $$3.8\,\sigma$$ level. In the Exponential Cutoff Power Law, the cutoff is found at $$13\pm3~\text{TeV}$$. Using this result, we provide upper limits on the specific intensity of EBL photons. Moreover, the value of the energy cutoff found in our analysis is different from the cutoff expected by the interaction of gamma-rays with EBL photons. This result indicates that the cutoff is intrinsic to the source.