تم القبول في 30 مارس 2015.
يُعد المصدر MAXI J1836-194 مرشحًا لثقب أسود في مجرة درب التبانة ضمن نظام ثنائي أشعة سينية، وقد تم اكتشافه عام 2011 عند دخوله في طور انفجار. في هذا البحث، نقدم الرصد الراديوي الكامل لهذا النظام خلال انفجاره "الفاشل"، حيث لم يكمل المصدر جميع التحولات الطيفية المتوقعة، بل انتقل فقط حتى الحالة المتوسطة الصلبة. أظهرت الرصودات باستخدام مصفوفة كارل جانسكي الكبيرة جدًا (VLA) ومصفوفة أستراليا المدمجة (ATCA) أن خصائص النفاث تغيرت بشكل ملحوظ أثناء الانفجار. رصدت VLA انبعاثًا مستقطبًا خطيًا بنسبة تقارب \(\sim 1\%\) في بداية الانفجار، وارتفعت النسبة إلى \(\sim 3\%\) عند ذروة الانفجار. أظهرت الصور عالية الدقة باستخدام مصفوفة VLBA نفاثًا بطول \(\sim 15\) ميلي ثانية قوسية على زاوية موضعية \(-21\pm2^\circ\)، وهو ما يتوافق مع زاوية متجه الشعاع الكهربائي المستنتجة من نتائج الاستقطاب (\(-21\pm4^\circ\))، مما يشير إلى أن المجال المغناطيسي متعامد مع النفاث. تشير الرصودات الفلكية إلى أن النظام تطلب ركلة ولادية غير متناظرة لتفسير سرعته الفضائية المرصودة. عند مقارنة الرصدات المتزامنة تقريبًا في الأشعة السينية مع رصدات VLA عند 5 جيجاهرتز من انفجار 2011، يظهر ارتباط راديو/أشعة سينية في الحالة الصلبة أكثر انحدارًا من المعتاد \(L_{\rm R} \propto L_{\rm X}^{1.8\pm0.2}\)، حيث \(L_{\rm R}\) و\(L_{\rm X}\) تمثلان اللمعان الراديوي والأشعة السينية على التوالي. من خلال رصدات ATCA وسويفت خلال فترة إعادة السطوع في 2012، نُظهر أن النظام بقي على نفس الارتباط الحاد. وبسبب الميلان المنخفض للنظام، نبحث في إمكانية أن يكون الانحدار المرصود ناتجًا عن تعزيز دوبلري متغير.
أشعة سينية: أنظمة ثنائية – استمرارية الراديو: نجوم – نجوم: (MAXI J1836-194) – الوسط بين النجمي: نفاثات وتدفقات خارجة
تُرصد النفاثات النسبية من الثقوب السوداء النشطة في جميع المقاييس، من الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية في الأنظمة الثنائية منخفضة الكتلة (LMXB) إلى الثقوب السوداء فائقة الكتلة في مراكز المجرات. هناك علاقة واضحة ولكن غير مفهومة جيدًا بين شكل النفاث وطيفه وبنية تدفق المادة المتساقطة . تُعد أنظمة LMXB مختبرات مثالية لدراسة النفاثات وعلاقتها بتدفق المادة المتساقطة، حيث تتطور خلال دوراتها الكاملة في أزمنة يمكن رصدها بشريًا. تقضي هذه الأنظمة معظم حياتها في حالة خمود منخفضة اللمعان، وتدخل أحيانًا في طور انفجار أكثر سطوعًا (نتيجة زيادة التساقط على الجسم المضغوط المركزي)، حيث تتغير خصائص النفاث بشكل كبير مع انتقال النظام عبر عدة حالات أشعة سينية معيارية (انظر لمراجعة كاملة).
في انفجار نموذجي، تُرصد أنظمة LMXB في البداية في الحالة الصلبة (HS)، والتي ترتبط بانبعاث راديوي مستمر من نفاث مدمج ثابت وجزئي الامتصاص ذاتيًا ، ويتميز بطيف راديوي مسطح أو مقلوب (سميك بصريًا) (\(\alpha \gtrsim 0\)، حيث \(S_{\nu} \propto \nu^{\alpha}\)؛ ). مع تقدم الانفجار، يزداد معدل التساقط وقد يمر النظام عبر عدة حالات وسيطة أثناء اقترابه من الحالة اللينة. خلال الانتقال إلى الحالة اللينة الكاملة، يتحول انبعاث النفاث إلى عقد منفصلة ساطعة تتحرك نسبويًا بطيف راديوي رقيق بصريًا . يتم إخماد النفاث المدمج بما لا يقل عن 2.5 رتبة مقدار مع انتقال كسر الطيف النفاث إلى ترددات أقل ، ويبدو أن تسريع الجسيمات يحدث في مواقع مختلفة داخل النفاث . في نهاية الانفجار، ينخفض لمعان الأشعة السينية ويعود المصدر إلى الحالة الصلبة، حيث يُعاد بناء النفاث المدمج تدريجيًا (يظهر أولاً في نطاق الراديو ثم في نطاق الأشعة تحت الحمراء/البصري؛ )، مما يشير إلى إمكانية تراكم هياكل تسريع الجسيمات بالقرب من الثقب الأسود.
العمليات المسؤولة عن إطلاق النفاث غير مفهومة جيدًا. ومع ذلك، هناك علاقة مدروسة جيدًا بين لمعان الراديو والأشعة السينية في أنظمة LMXB في الحالة الصلبة، وقد لوحظت هذه العلاقة في مصادر فردية (مثل GX 339-4؛ ) وفي العينة الكاملة للأنظمة الثنائية للثقوب السوداء بالأشعة السينية (مثل ). رغم أن دراسات حديثة شككت في عمومية هذه العلاقة ، إلا أنه غالبًا ما توصف بمسارين مميزين في مستوى لمعان الراديو/الأشعة السينية: مسار علوي وآخر سفلي أكثر انحدارًا "هادئ راديويًا" . لا يبدو أن المسار الذي يتبعه مصدر معين مرتبط بأي خاصية فيزيائية (مثل الدوران؛ )، وهناك أدلة على أن بعض المصادر تنتقل بين المسارين مع خفوت لمعان الأشعة السينية . كما اقتُرح أن هذه العلاقة الثنائية قد توجد أيضًا في نوى المجرات النشطة (AGN)، مما يدعم فرضية تشابه آليات استخراج الطاقة من تدفق المادة المتساقطة عبر جميع المقاييس الكتلية .
يمكن أن تكشف الرصودات عالية الدقة باستخدام التداخل الطويل جدًا (VLBI) عن معلومات هامة حول تغير خصائص النفاث أثناء الانفجار. إذ يمكن للتصوير المباشر تحديد اتجاه محور النفاث، والحركة الكتلية وبنية النفاث، وكيفية تغيرها مع تطور تدفق المادة المتساقطة. بينما رُصدت عقَد منفصلة في عدة أنظمة خلال الانفجار ، لم يتم حل النفاث المدمج في الحالة الصلبة إلا في نظامين فقط، هما GRS 1915+105 وCygnus X-1 ، وكلاهما ليسا من أنظمة LMXB التقليدية. يمكن للرصدات المتكررة للعقَد المنفصلة تحديد حركتها الظاهرية، ومن خلال الاستقراء الزمني يمكن ربط لحظة الإطلاق بتغيرات في تدفق المادة المتساقطة لتحديد الآليات المسؤولة عن الإطلاق . كما يمكن للرصدات الفلكية على مدى زمني حساب الحركة الذاتية للنظام، والتي بدورها تقيّد آلية تشكل الثقوب السوداء .
تم اكتشاف المصدر MAXI J1836-194 في بداية انفجاره في أغسطس 2011، مما أدى إلى حملة رصد متعددة الأطوال الموجية. صُنّف كمُرشح ثقب أسود بناءً على خصائصه الراديوية والأشعة السينية ، حيث انتقل من الحالة الصلبة إلى الحالة المتوسطة الصلبة (HIMS) في 11 سبتمبر 2011. "فشل" الانفجار في الدخول إلى الحالة اللينة الكاملة، وبقي في HIMS (انظر لمزيد من النقاش حول الانفجارات الفاشلة)، وبلغ أقصى نقطة لينة في 16 سبتمبر، ثم عاد إلى الحالة الصلبة في 28 سبتمبر وتلاشى نحو الخمود. في مارس 2012، شهد النظام فترة نشاط متجدد قبل أن يعود إلى الخمود بحلول 5 يوليو 2012 . هذا النظام منخفض الميل (بين 4^\circ و15^\circ؛ ) ويقع على مسافة بين 4 و10 كيلوبارسيك ، وقد أثبت أنه نظام مثالي لدراسة تطور النفاث الراديوي بسبب سطوعه الراديوي العالي . في هذا البحث نقدم نتائج حملة رصد راديوي مكثفة باستخدام VLA وATCA وVLBA للمصدر MAXI J1836-194، بدأت في المراحل المبكرة للانفجار (3 سبتمبر 2011) واستمرت حتى أصبح المصدر مقيدًا بالشمس (آخر رصد راديوي كان في 3 ديسمبر 2011). كما نقدم رصدات ATCA وسويفت شبه متزامنة خلال إعادة السطوع في 2012. نناقش بشكل خاص تطور النفاث الراديوي المستقطب، شكل النفاث، والقياسات الفلكية عالية الدقة خلال انفجار 2011، بالإضافة إلى ارتباط الراديو/الأشعة السينية في الحالة الصلبة مع تلاشي النظام نحو الخمود.