ملخص

نُميِّز الإشارةَ الميكروويفيّة المُستقطَّبة الصادرة من فقاعات فيرمي عن الفُصوص المُستقطَّبة الممتدّة، التي تنبعث بصورةٍ مماثلة من المستوى المَجَرّي لكنّها تمتدّ أبعد من الفقاعات. تُظهِر درجاتُ الاستقطاب السنكروتروني التي تقارب 20% أنّ الحقولَ المغناطيسية تكون مُوازيةً تفضيليّاً لحوافّ الفقّاعة، كما يُتوقَّع في أعقاب صدمةٍ قويّة. كما نرصد درجةَ استقطابٍ لانبعاث الغبار الحراري تقارب 20% وباتجاهٍ مماثل، ما يُقيِّد محاذاةَ الحُبيبات في بيئةٍ قصوى. ونُجادل بأنّ الفُصوصَ الأكبر نشأت عن اندلاعٍ أقدم في مركز المجرّة، على الأرجح بفعل نشاط الثقب الأسود فائق الكتلة.

تنبعث فقاعات فيرمي ثنائيّةُ القُطب (FBs) من مركز مجرّة درب التبانة (Baganoffetal03, Blandhawthorncohen03) وتمتدّ إلى خطوط العرض \(|b|\gtrsim 50^\circ\). يظهر كلٌّ منها كبنيةٍ أشبه بقطرةِ دمعة متجانسةٍ تقريباً في أشعّة γ (DoblerEtAl10, SuEtAl10)، تحدّها قِشرةُ أشعّة X (Keshetgurwich18)، وهي مترافقةٌ مكانيّاً مع مُكوّن الغبار الحراري (KeshetEtAl23) ومع انبعاث السنكروترون الراديوي منخفض التردّد حتى نطاق الميكروويف (Dobler12, PlanckHaze13)، الذي يزداد سطوعُه ويُشكِّل الضباب (Finkbeiner04) بالقرب من مركز المجرّة (GC). وتشير مورفولوجيّتها، والقِشَر السينيّة، والطيف الطاقي المُتكامل (SuEtAl10, Dobler12, HuangEtAl13, HooperSlatyer13, FermiBubbles14) وطيفُ الحافّة (Keshetgurwich17)، المُميَّز بفواصل تبريد في أشعّة γ والميكروويف (KeshetEtAl23)، إلى أنّ FBs نشأت قبل بضعة ملايين من السنين، كتدفّقاتٍ صادرةٍ عن الثقب الأسود فائق الكتلة (SMBH)، الذي لا بُدّ أنّ وُجِّه (MondalEtAl22) على نحوٍ شبه عمودي على المستوى المَجَرّي (SarkarEtAl23)، ما يُحدِّد حوافَّ FB بوصفها صدماتٍ أماميّةً قويّةً، بعدد ماخ M \gtrsim 5 (Keshetgurwich17, KeshetEtAl23).

أثارت الإشارةُ المُستقطَّبة المُتوقَّعة من FBs اهتماماً واسعاً، ليس فقط لاستكشاف الحقول المغناطيسية والعمليات الفيزيائية ذات الصلة، بل أيضاً بسبب صِلتها المُفترَضة بالفُصوص المُستقطَّبة الممتدّة (JonesEtAl12, CarrettiEtAl13) التي تنبعث بصورةٍ مماثلة من المستوى المَجَرّي، كما سنُبيِّن لاحقاً. وقد جادَل بعضُ الباحثين بأنّ الإشارة المُستقطَّبة الصادرة عن جزءٍ كبير من FBs لم تكن قويةً بما يكفي لاكتشافها، لا مباشرةً ولا عبر تحليل القوالب، في خرائط WMAP (GoldEtAl11, Dobler12LastLook) وPlanck (PlanckHaze13, PlanckDust20). غير أنّ إشارةً خطيّةً مُستقطَّبة لا يُتوقَّع ظهورُها إلا محلّياً ضمن حوافّ FB، حيث تُضغَط الصدمة أو تُضخَّم الحقولُ المغناطيسية والجسيماتُ النسبيّة والغبار. وبما أنّ المجال المغناطيسي \(\mathbf{B}\) يُضاعَف تفضيليّاً مُوازياً لواجهات الصدمة، فإنّ زاويةَ الاستقطاب \(\boldsymbol{\theta}\) تكون عموديّةً على \(\mathbf{B}\)، ومن ثَمّ يُتوقَّع أن يتوجّه متّجهُ الاستقطاب عمودياً على حوافّ FB، سواءٌ في انبعاث السنكروترون أم في إشعاع الغبار الحراري.

لذلك نُركِّز على جوار حوافّ FB، المُحدَّدة بواسطة مُرشِّحات التدرّج (Keshetgurwich17)، ونُراصّ البياناتَ الميكروويفيّة المُستقطَّبة بعد محاذاتها مع الحافّة، بالطريقة نفسها التي استُخدِمت سابقاً لقياس طيف أشعّة γ (Keshetgurwich17)، وأشعّة X (Keshetgurwich18)، والطيف الراديوي (KeshetEtAl23). وعلى وجه الخصوص، نعتمد الحوافَّ المُحبَّبة الخشِنة لـFBs (Keshetgurwich17)، التي تحتوي بطريقةٍ جيّدة توقيعَها في بيانات Fermi-LAT لمدة 15 عاماً، ضمن المجال \(3\,\text{--}\,30\,\mathrm{GeV}\) (KeshetEtAl23) المستخدمة هنا.