العمل معزول نوعًا ما: أقرب الأعمال المجاورة تدرس الانفجارات الراديوية السريعة، والراديو المستمر، والنجوم النابضة، وليس البلازارات عند z~7. وهو يواصل خط دراسة النوى المجرية النشطة الأكثر بعدًا وسطوعًا راديويًا، والذي بدأ باكتشاف J0410−0139 ورفيقه البلازاري J0309+2717. توجد بالفعل بيانات حول تقلب وأطياف هذه الأجسام، لكن الأرصاد منخفضة التردد ظلت حتى الآن محصورة بحدود عليا. هذا العمل يسد لأول مرة الفجوة في النطاق 0.144–0.82 جيجاهرتز، حيث يجب أن يكون الإشعاع مضخمًا بعامل دوبلري.
تم رصد المصدر بثلاث أدوات: uGMRT (300–820 ميجاهرتز) في أبريل وأغسطس 2023، وVLA (1.5–11 جيجاهرتز) بالتزامن مع الحقبة الثانية لـuGMRT، وLOFAR (144 ميجاهرتز) في أبريل ويوليو 2024. تم بناء توزيع الطاقة الطيفية من التدفقات عند ترددات مختلفة. ولتقدير التقلب، استخدمنا مؤشري VIP وMOSS، بمقارنة حقبتي uGMRT. تم تحديد حجم المنطقة المشعة بزمن عبور الضوء، ثم تم حساب درجة حرارة السطوع والحد الأدنى لعامل دوبلر δ. تم تقدير المجال المغناطيسي من انحناء الطيف بافتراض توزيع متساوٍ للطاقة بين الجسيمات والمجال.
أظهرت الحقبة الأولى لـuGMRT طيفًا مقلوبًا، مما أعطى مع بيانات VLA السابقة شكلًا ثنائي الحدبة، وهو نمطي للنشاط متعدد الحلقات للنفاثة. ومع ذلك، أظهرت الحقبة الثانية، بعد 16 يومًا فقط في نظام سكون المصدر، طيفًا مسطحًا، مما دحض هذا التفسير. تبين أن التقلب هو تقلب جوهري مرتبط بالنفاثة. منه اشتقنا حدًا أدنى لعامل دوبلر δ>19.3، وهو ما يتوافق مع زاوية بين النفاثة وخط الرؤية θ<3° ومعامل لورنتز Γ>9.7. وهذا يعني أن المصدر مضخم بشدة، وأن لمعانه الجوهري عند 1.5 جيجاهرتز لا يتجاوز 0.4×10^30 إرج/ث/هرتز، أي أنه ضعيف راديويًا. بلغ المجال المغناطيسي المتوازن حوالي 1 ملي غاوس، وهو أعلى من المجال المكافئ لإشعاع الخلفية الكونية الميكروي 0.2 ملي غاوس عند z~7، لذا تهيمن خسائر السنكروترون. أعطت أرصاد LOFAR تدفقًا يبلغ ~2.6 ملي يان، وهو أقل بكثير من الاستقراء ~8 ملي يان من بيانات uGMRT، مما يؤكد التقلب حتى تردد ~1 جيجاهرتز في نظام السكون.
على عكس الأعمال المجاورة التي تدرس الانفجارات الراديوية السريعة أو النجوم النابضة، تطبق هذه المقالة التشخيص الراديوي متعدد الأطوال الموجية على أبعد بلازار وتحد لأول مرة من طيفه منخفض التردد. وهي تُظهر أنه حتى عند z~7، تتصرف النفاثات بنفس الطريقة كما في الكون المحلي، مما يعني أن آليات إطلاقها عالمية. الاستنتاج الرئيسي: الطبيعة البلازارية لـJ0410−0139 تعني وجود مجموعة أكثر عددًا بكثير من الكوازارات الضعيفة راديويًا غير المرئية حاليًا. وهذا يغير تقدير عدد النوى النشطة ذات النفاثات في الكون المبكر.
سيتطور الموضوع مع تشغيل SKA-LOW وngVLA وDSA، والتي ستصل إلى حساسية أقل من ميكرويانسكي وستكون قادرة على العثور على نفاثات ضعيفة في الكوازارات عند z>6. مراقبة J0410−0139 عند الترددات المنخفضة ستساعد في التقاط حالات التدفق العالي المناسبة للبحث عن غابة خط 21 سم. المزيد من ملاحظات التقلب ستسمح بفصل العمليات الجوهرية في النفاثة عن الوميض بين النجمي وتحديد معلمات التدفق النسبوي.
ستؤثر النتائج على علم كونيات عصر إعادة التأين، لأن المصادر الراديوية القوية ضرورية كمصابيح خلفية لدراسة الهيدروجين المحايد عبر امتصاص خط 21 سم. وهي مهمة أيضًا لفهم نمو الثقوب السوداء فائقة الكتلة وتغذيتها الراجعة مع المجرات.
مواصلة مراقبة J0410−0139 باستخدام uGMRT وLOFAR لتجميع منحنى الضوء وتحديد الأزمنة المميزة للتقلب. إجراء مسوحات عميقة بحساسية ≤1 ميكرويانسكي للبحث عن كوازارات ضعيفة راديويًا عند z>6.
يرتبط العمل مباشرة بالمشكلة غير المحلولة المتعلقة بإحصاء النوى النشطة ذات النفاثات في الكون المبكر: كم عدد الكوازارات عند z>6 التي تملك انبعاثات نسبوية وما هي نسبتها بين جميع الكوازارات؟ كما يتناول مسألة دور النفاثات في تأين الوسط بين المجرات وفي نمو الثقوب السوداء فائقة الكتلة في أول مليار سنة.
التضخيم الدوبلري δ>19.3 يعني أنه لو كانت نفاثة J0410−0139 موجهة ليس نحونا بل بزاوية عشوائية، لكان تدفقها الراديوي أضعف بآلاف المرات، ولما كنا لنراها أصلًا. في الواقع، نحن ننظر إلى فوهة مدفع كوني.
في رواية ستانيسلاف ليم «فياسكو»، يحاول الأبطال إقامة اتصال مع حضارة مختبئة خلف مصادر راديوية طبيعية قوية تشبه البلازارات. تقلب J0410−0139 يجعله أشبه بمنارة تومض ثم تنطفئ، وكأن شخصًا ما يتحكم في شعاعها.