ملخص

تم التفريق بين الإشارة الميكروويفية المستقطبة الخفية المنبعثة من فقاعات فيرمي والفصوص المستقطبة الممتدة التي تصدر بشكل مشابه من المستوى المجري لكنها تمتد أبعد غرباً من الفقاعات. تكشف درجات استقطاب السنكروترون التي تقارب 20% عن توزيع الحقول المغناطيسية موازياً بشكل تفضيلي لحواف الفقاعات، كما هو متوقع عقب صدمة قوية. وقد رُصدت أيضاً درجة استقطاب انبعاث الغبار الحراري التي تقارب 20% باتجاه مماثل، مما يقيّد محاذاة الجسيمات في بيئة قصوى. نجادل بأن الفصوص الأكبر نشأت نتيجة انفجار أقدم في مركز المجرة، على الأرجح بفعل نشاط ثقب أسود فائق الكتلة.

تنبعث فقاعات فيرمي الثنائية القطب (FBs) من مركز مجرة درب التبانة (Baganoffetal03, Blandhawthorncohen03) وتمتد إلى خطوط العرض \(|b|\gtrsim 50^\circ\)، حيث يظهر كل منهما كهيكل دموعي شبه موحد في أشعة γ (DoblerEtAl10, SuEtAl10)، محددٌ بقشرة أشعة X (Keshetgurwich18)، ومتزامن مع مكون الغبار الحراري (KeshetEtAl23) وانبعاث السنكروترون الراديوي منخفض التردد وحتى مدى الميكروويف (Dobler12, PlanckHaze13) الذي يتزايد سطوعه مكوّناً ضباباً (Finkbeiner04) بالقرب من المركز المجري (GC). تشير مورفولوجيا هذه الهياكل وقشور أشعة X والطيف الطاقي المتكامل (SuEtAl10, Dobler12, HuangEtAl13, HooperSlatyer13, FermiBubbles14) وطيف الحافة (Keshetgurwich17)، المميز بفواصل تبريد في أشعة γ والميكروويف (KeshetEtAl23)، إلى أن FBs نشأت قبل عدة ملايين من السنين كتدفقات ناتجة عن الثقب الأسود فائق الكتلة (SMBH)، والتي يُعتقد أنها كانت موجهة (MondalEtAl22) بشكل شبه عمودي على المستوى المجري (SarkarEtAl23)، مع تأكيد حواف FB كصدَمات أمامية قوية بسرعة ماخ \(\gtrsim 5\) (Keshetgurwich17, KeshetEtAl23).

أثارت الإشارة المستقطبة المتوقعة من FBs اهتماماً كبيراً، ليس فقط كوسيلة لاستقصاء حقولها المغناطيسية والعمليات الفيزيائية المرتبطة بها، بل أيضاً لعلاقتها المزعومة بالفصوص المستقطبة الممتدة (JonesEtAl12, CarrettiEtAl13) التي تصدر بشكل مماثل من المستوى المجري، كما سنوضح لاحقاً. وقد جادل بعض الباحثين بأن الإشارة المستقطبة الصادرة عن قسم كبير من FBs لم تكن قوية بما يكفي لالتقاطها، لا بشكل مباشر ولا عبر تحليل القوالب، في خرائط WMAP (GoldEtAl11, Dobler12LastLook) وPlanck (PlanckHaze13, PlanckDust20). ومع ذلك، يُتوقع وجود إشارة مستقطبة خطية محلية ضمن حواف FB فقط، حيث تضغط الصدمة أو تضخم الحقول المغناطيسية والجسيمات النسبية والغبار. وبما أن الحقل المغناطيسي \(\bm{B}\) يتضخم تفضيلياً موازياً لجبهات الصدمة، فإن الإشارة المستقطبة \(\bm{\theta}\perp \bm{B}\) متوقعة أن تستقر عمودياً على الحواف، سواء في انبعاث السنكروترون أو في الإشعاع الحراري للغبار.

لذلك، نركز على محيط حواف FB المحددة بواسطة مرشحات التدرج (Keshetgurwich17)، ونجمع البيانات الميكروويفية المستقطبة الموازية لتلك الحواف بالطريقة ذاتها التي استُخدمت سابقاً لقياس طيف أشعة γ (Keshetgurwich17) وأشعة X (Keshetgurwich18) والطيف الراديوي (KeshetEtAl23) في المجرة القريبة. على وجه الخصوص، نعتمد على الحواف الخشنة المحببة لـFBs (Keshetgurwich17)، التي تتضمن توقيعها بوضوح في بيانات Fermi-LAT الممتدة لـ15 عاماً عند الطاقة \(3\)–\(30\GeV\) (KeshetEtAl23) المستخدمة هنا.