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High-energy Emission from Turbulent Electron-ion Coronae of Accreting Black Holes

यह शोध पत्र अभिवृद्ध होते ब्लैक होल के चारों ओर अशांत इलेक्ट्रॉन-आयन कोरोना (coronae) के एक रेडिएटिव पार्टिकल-इन-सेल मॉडल को प्रस्तुत करता है, जो यह प्रदर्शित करता है कि ऐसी प्रणालियाँ स्वाभाविक रूप से एक द्वि-तापमान (two-temperature) अवस्था में विकसित होती हैं जहाँ आयन अधिकांश विसरित शक्ति (dissipated power) वहन करते हैं जबकि नॉनथर्मल इलेक्ट्रॉन NGC 4151 जैसे अवलोकनों के अनुरूप एक्स-रे स्पेक्ट्रा उत्पन्न करते हैं और भविष्य के पता लगाने के लिए एक विशिष्ट MeV टेल (tail) की भविष्यवाणी करते हैं।

मूल लेखक: Daniel Groselj, Alexander Philippov, Andrei M. Beloborodov, Richard Mushotzky

प्रकाशित 2026-03-13

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CC BY 4.0

मूल लेखक: Daniel Groselj, Alexander Philippov, Andrei M. Beloborodov, Richard Mushotzky

मूल पेपर CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। ✨ नीचे दिए गए पेपर की यह व्याख्या AI से तैयार की गई है। इसे लेखकों ने न तो लिखा है, न इसका समर्थन किया है। तकनीकी सटीकता के लिए मूल पेपर देखें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें

मुख्य चित्र: ब्लैक होल का "बुखार वाला कोरोना"

एक सुपरमैसिव ब्लैक होल की कल्पना एक वैक्यूम क्लीनर के रूप में नहीं, बल्कि एक विशाल, भूखे भंवर के रूप में करें। जैसे-जैसे पदार्थ इसके भीतर घूमता हुआ नीचे जाता है, वह केवल गायब नहीं होता; बल्कि एक घूमते हुए, अत्यंत गर्म डिस्क का निर्माण करता है। इस डिस्क के ठीक ऊपर, एक चमकते हुए प्रभामंडल की तरह, एक क्षेत्र होता है जिसे वैज्ञानिक "कोरोना" (corona) कहते हैं।

कोरोना को एक ऐसी रसोई के रूप में सोचें जहाँ ब्लैक होल एक्स-रे (X-rays) पकाता है। यह एक अराजक, अशांत स्थान है जो आवेशित कणों (इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन) और तीव्र चुंबकीय क्षेत्रों से भरा हुआ है। डैनियल ग्रोसले (Daniel Grošelj) और उनकी टीम का यह शोध पत्र यह समझने की कोशिश करता है कि वास्तव में यह रसोई कैसे काम करती है, यह कैसे गर्म होती है, और यह एक्स-रे में इतनी चमक क्यों बिखेरती है।

मुख्य सामग्री: इलेक्ट्रॉन बनाम आयन (प्रोटॉन)

अतीत में, वैज्ञानिक अक्सर यह मान लेते थे कि कोरोना मुख्य रूप से हल्के, तेज़ कणों से बना है जिन्हें इलेक्ट्रॉन और उनके एंटीमैटर जुड़वां (पॉज़िट्रॉन) कहा जाता है। लेकिन यह शोध पत्र पूछता है: क्या होगा अगर कोरोना वास्तव में भारी प्रोटॉन (आयन) और हल्के इलेक्ट्रॉन का मिश्रण हो?

उपमा: एक डांस फ्लोर की कल्पना करें। इलेक्ट्रॉन ऊर्जावान, हल्के वजन वाले नर्तकों की तरह हैं जो अविश्वसनीय रूप से तेज़ चलते हैं लेकिन बहुत जल्दी थक (ठंडे हो) जाते हैं। प्रोटॉन भारी, धीरे चलने वाले बाउंसरों की तरह हैं।
खोज: टीम ने पाया कि इस अराजक रसोई में, भारी बाउंसर (प्रोटॉन) हल्के नर्तकों (इलेक्ट्रॉन) की तुलना में बहुत अधिक गर्म हो जाते हैं। वास्तव में, प्रोटॉन कुल ऊर्जा का लगभग दो-तिहाई हिस्सा ले जाते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन अपेक्षाकृत ठंडे रह जाते हैं। यह एक "दो-तापमान" (two-temperature) वाली स्थिति है, जो यह समझने के लिए महत्वपूर्ण है कि ब्लैक होल कैसे चमकता है।

इंजन: विक्षोभ (Turbulence) और "चुंबकीय बिजली"

यह ऊर्जा कैसे उत्पन्न होती है? यह शोध पत्र सुझाव देता है कि कोरोना एक अशांत तूफान है।

तूफान: कोरोना में चुंबकीय क्षेत्र लगातार मुड़ रहे हैं और टूट रहे हैं, जैसे रबर बैंड को टूटने तक खींचा जा रहा हो। इसे मैग्नेटिक रिकनेक्शन (magnetic reconnection) कहा जाता है।
बिजली: जब ये चुंबकीय रेखाएं टूटती हैं, तो वे तीव्र, पतली धारा की परतें बनाती हैं—इन्हें तूफान के बादल में बिजली के कड़कने की तरह समझें।
शॉकवेव्स (Shockwaves): विक्षोभ (turbulence) शॉकवेव्स भी पैदा करता है, जैसे जेट के ध्वनि की बाधा को तोड़ते समय होने वाला 'सोनिक बूम'।

कणों के साथ क्या होता है?

इलेक्ट्रॉन: उन्हें इन "बिजली की लहरों" (करंट शीट्स) द्वारा झटका दिया जाता है। वे सुपरचार्ज हो जाते हैं और उच्च ऊर्जा तक पहुँच जाते हैं। हालाँकि, क्योंकि वे इतने हल्के होते हैं, वे तुरंत अपनी ऊर्जा को एक्स-रे के रूप में उत्सर्जित कर देते हैं (जैसे एक जलता हुआ बल्ब)। यही कारण है कि हम एक्स-रे देखते हैं।
प्रोटॉन: उन्हें शॉकवेव्स और बिजली भी प्रभावित करती है। लेकिन क्योंकि वे भारी होते हैं, वे उतनी जल्दी ठंडे नहीं होते। वे अपनी ऊर्जा बनाए रखते हैं, जिससे वे कॉस्मिक किरणें (cosmic rays) बन जाते हैं (उच्च-ऊर्जा वाले कण जो ब्रह्मांड में यात्रा करते हैं)।

"MeV टेल": गुप्त मसाला

यह शोध पत्र इन ब्लैक होल से आने वाले प्रकाश के बारे में कुछ रोमांचक भविष्यवाणी करता है।

मानक दृष्टिकोण: आमतौर पर, हम 100,000 इलेक्ट्रॉन-वोल्ट (keV) के आसपास एक्स-रे ऊर्जा का एक शिखर (peak) देखते हैं, और फिर प्रकाश तेजी से गिर जाता है।
नई भविष्यवाणी: टीम का मॉडल एक "MeV टेल" (MeV tail) दिखाता है। यह और भी उच्च-ऊर्जा वाले प्रकाश (मिलियन इलेक्ट्रॉन-वोल्ट) की एक लंबी, धुंधली चमक है जो मुख्य शिखर से आगे तक फैली हुई है।
उपमा: एक कैंपफायर (Campfire) की कल्पना करें। आप आग की चमकीली नारंगी लपटें (मुख्य एक्स-रे शिखर) देखते हैं। लेकिन यह शोध पत्र कहता है कि आग के ऊपर एक हल्की, अदृश्य गर्मी भी उठ रही है (MeV टेल) जिसे हम अपनी वर्तमान आँखों (टेलीस्कोप) से नहीं देख सकते, लेकिन भविष्य के "सुपर-गॉगल्स" (MeV-बैंड उपकरणों) से देख पाएंगे।
यह क्यों मायने रखता है: यह टेल उन सुपर-चार्ज्ड इलेक्ट्रॉनों द्वारा आकार लेती है। यदि हम इसे पहचान पाते हैं, तो हम यह साबित कर सकते हैं कि कोरोना में "बिजली" वास्तव में कैसे काम करती है।

प्रमाण: वास्तविक दुनिया से मिलान

टीम ने केवल अनुमान नहीं लगाया; उन्होंने अपने विचारों का परीक्षण करने के लिए एक सुपर-कंप्यूटर सिमुलेशन (एक आभासी प्रयोगशाला) बनाया। उन्होंने इस विक्षुब्ध कोरोना का एक छोटा सा 2D हिस्सा बनाया और समय के साथ कणों के व्यवहार को देखा।

परीक्षण: उन्होंने अपने सिम्युलेटेड प्रकाश आउटपुट की तुलना एक प्रसिद्ध सक्रिय आकाशगंगा NGC 4151 के वास्तविक अवलोकनों से की।
परिणाम: यह एक सटीक मिलान था! सिमुलेशन ने एक ऐसा एक्स-रे स्पेक्ट्रम तैयार किया जो लगभग वैसा ही था जैसा टेलीस्कोप वास्तव में देखते हैं। यह उन्हें विश्वास दिलाता है कि "भारी प्रोटॉन और हल्के इलेक्ट्रॉन वाले विक्षुब्ध तूफान" का उनका मॉडल सही है।

हमें इसकी परवाह क्यों करनी चाहिए?

कॉस्मिक किरणें: ये ब्लैक होल उन उच्च-ऊर्जा कॉस्मिक किरणों को उत्पन्न करने वाले कारखाने हो सकते हैं जो पृथ्वी से टकराती हैं। यह शोध पत्र दिखाता है कि कैसे भारी प्रोटॉन को उन गतियों तक त्वरित किया जाता है।
न्यूट्रिनो: शोध पत्र में उल्लेख है कि ये प्रोटॉन न्यूट्रिनो (भूतिया कण जो सब कुछ पार कर जाते हैं) भी बना सकते हैं। यह ब्लैक होल को "न्यूट्रिनो खगोल विज्ञान" के क्षेत्र से जोड़ता है।
भविष्य के टेलीस्कोप: यह शोध पत्र भविष्य के वैज्ञानिकों के लिए एक रोडमैप है। यह कहता है, "अपने नए टेलीस्कोपों के साथ इस विशिष्ट 'MeV टेल' की तलाश करें, और आप अंततः ब्लैक होल कोरोना के भौतिकी को समझ पाएंगे।"

एक वाक्य में सारांश

यह शोध पत्र सुपर-कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग करके दिखाता है कि ब्लैक होल कोरोना विक्षुब्ध तूफान हैं जहाँ भारी प्रोटॉन अत्यधिक गर्म होकर अधिकांश ऊर्जा ले जाते हैं, जबकि हल्के इलेक्ट्रॉन चुंबकीय बिजली से टकराकर वे एक्स-रे बनाते हैं जिन्हें हम देखते हैं, जिसमें एक छिपी हुई "MeV टेल" भविष्य के टेलीस्कोपों द्वारा खोजे जाने की प्रतीक्षा कर रही है।

यहाँ ग्रोज़ेल्ज़ एट अल. (Grošelj et al.) के शोध पत्र "High-energy Emission from Turbulent Electron-ion Coronae of Accreting Black Holes" का विस्तृत तकनीकी सारांश दिया गया है।

1. समस्या का विवरण (Problem Statement)

एक्टिव गैलेक्टिक न्यूक्लिआई (AGNs) और स्टेलर-मास ब्लैक होल्स के पास एक "कोरोना" होता है—जो इवेंट होराइजन के पास एक सघन, गर्म क्षेत्र है और कॉम्पटन स्कैटरिंग (Compton scattering) के माध्यम से हार्ड एक्स-रे उत्सर्जन के लिए जिम्मेदार है। जबकि इन कोरोनाओं की इलेक्ट्रॉन भौतिकी का अध्ययन अपेक्षाकृत अच्छी तरह से किया गया है, इनकी संरचना (लेप्टोनिक बनाम हैड्रोनिक) और आयनों (प्रोटॉन) एवं इलेक्ट्रॉन्स के बीच ऊर्जा का विभाजन अनिश्चित बना हुआ है।

अंतराल (The Gap): मौजूदा मॉडल अक्सर पेयर-डोमिनेटेड प्लाज्मा (pair-dominated plasmas) को मानते हैं या अलग-थलग पुनर्संयोजन (reconnection) घटनाओं पर ध्यान केंद्रित करते हैं। इलेक्ट्रॉन-आयन प्लाज्मा के लिए प्रबल अशांत शासन (strongly turbulent regime) ( $\delta B/B_0 \sim 1$ ) में एक स्व-सुसंगत (self-consistent) मॉडल की कमी है, जो रेडिएटिव कूलिंग, डिफ्यूसिव एस्केप (diffusive escape), और आइसक्यूब (IceCube) द्वारा देखे गए उच्च-ऊर्जा कॉस्मिक किरणों और न्यूट्रिनो के लिए आवश्यक विशिष्ट स्थितियों को ध्यान में रखता हो।
मुख्य प्रश्न: एक अशांत कोरोना में आयनों और इलेक्ट्रॉन्स के बीच ऊर्जा का विभाजन कैसे होता है? क्या ऐसा सिस्टम देखे गए एक्स-रे स्पेक्ट्रा (जैसे NGC 4151) को उत्पन्न कर सकता है, और साथ ही न्यूट्रिनो उत्पादन के लिए उपयुक्त गैर-तापीय (non-thermal) ऊर्जाओं तक आयनों को त्वरित कर सकता है? क्या एक दो-तापमान अवस्था ( $T_i \gg T_e$ ) स्वाभाविक रूप से उभरती है?

2. कार्यप्रणाली (Methodology)

लेखक विश्लेषणात्मक सिद्धांत और उन्नत संख्यात्मक सिमुलेशन (numerical simulations) को संयोजित करने वाला एक हाइब्रिड दृष्टिकोण अपनाते हैं।

सैद्धांतिक ढांचा (Theoretical Framework):
- वे कोरोना को चुंबकीय विक्षोभ (magnetized turbulence) द्वारा संचालित एक कमजोर टकराव योग्य (weakly collisional) इलेक्ट्रॉन-प्रोटॉन प्लाज्मा के रूप में मॉडल करते हैं।
- वे रेडिएटिव कॉम्पैक्टनेस ( $\ell$ ), आयन हीटिंग अंश ( $q_i$ ), और परिणामी दो-तापमान अवस्था ( $T_i \gg T_e$ ) के लिए विश्लेषणात्मक अनुमान प्राप्त करते हैं।
- वे भविष्यवाणी करते हैं कि कोरोना एक ट्रांस-सोनिक और ट्रांस-अल्वेनिक अवस्था ( $M_s \sim M_A \sim 1$ ) में स्वयं को विनियमित करता है, जिससे छिटपुट शॉक (shock) का निर्माण और कुशल कण ऊर्जाकरण (particle energization) होता है।
संख्यात्मक सिमुलेशन (PIC):
- कोड: Tristan-MP v2 का उपयोग करके रेडिएटिव पार्टिकल-इन-सेल (PIC) सिमुलेशन।
- सेटअप: एक औसत चुंबकीय क्षेत्र $B_0$ के साथ 2D3V (2D स्थानिक, 3D वेग) आवधिक बॉक्स (periodic box)।
- शामिल भौतिकी:
  - अशांति (Turbulence): बड़े आयाम वाले उतार-चढ़ाव ( $\delta B \sim B_0$ ) बनाने के लिए एक "लैंज़विन एंटीना" (Langevin antenna) द्वारा संचालित।
  - रेडिएटिव ट्रांसफर: फोटॉन्स और इलेक्ट्रॉन्स के बीच कॉम्पटन स्कैटरिंग का स्व-सुसंगत मोंटे कार्लो उपचार।
  - ओपन बाउंड्री कंडीशंस: कणों (आयनों, इलेक्ट्रॉन्स, फोटॉन्स) को एक ठंडे बाहरी माध्यम से इंजेक्ट किया जाता है और वे स्थानिक प्रसार (spatial diffusion) के माध्यम से बाहर निकल जाते हैं, जिससे अनिश्चित हीटिंग (जो क्लोज्ड-बॉक्स सिमुलेशन में एक सामान्य समस्या है) को रोका जा सके।
- पैरामीटर्स: सिमुलेशन विभिन्न आयन मैग्नेटाइजेशन ( $\sigma_i = 0.035, 0.1, 0.19$ ) के लिए चलाए गए। नोट: गणनात्मक सुगमता के लिए एक कृत्रिम रूप से कम द्रव्यमान अनुपात ( $m_i/m_e = 144$ ) का उपयोग किया गया था, हालांकि विश्लेषणात्मक अनुमान भौतिक अनुपात ($1836$) का उपयोग करते हैं।

3. मुख्य योगदान (Key Contributions)

प्रथम स्व-सुसंगत इलेक्ट्रॉन-आयन टर्बुलेंस मॉडल: यह पहला अध्ययन है जो अत्यधिक अशांत इलेक्ट्रॉन-आयन कोरोना के रेडिएटिव PIC सिमुलेशन करता है, जो स्पष्ट रूप से टर्बुलेंस, कणों और विकिरण के बीच ऊर्जा विनिमय को ट्रैक करता है।
दो-तापमान अवस्था का सत्यापन: सिमुलेशन पुष्टि करते हैं कि इलेक्ट्रॉनों की रेडिएटिव कूलिंग, टर्बुलेंट हीटिंग के साथ मिलकर, स्वाभाविक रूप से एक ऐसी अवस्था की ओर ले जाती है जहाँ आयन इलेक्ट्रॉनों की तुलना में काफी अधिक गर्म होते हैं ( $T_i \gg T_e$ ), जिसमें आयन लगभग दो-तिहाई विसरित शक्ति (dissipated power) को वहन करते हैं।
तंत्र की पहचान: अध्ययन चुंबकीय शॉक (magnetized shocks) और पुनर्संयोजन वर्तमान शीट (reconnecting current sheets) को प्राथमिक कण त्वरण चालक के रूप में पहचानता है। यह इंजेक्शन साइटों को अलग करता है: इलेक्ट्रॉन मुख्य रूप से करंट शीट पर त्वरित होते हैं, जबकि आयन शॉक और करंट शीट दोनों पर त्वरित होते हैं।
स्पेक्ट्रल भविष्यवाणी: मॉडल देखे गए एक्स-रे स्पेक्ट्रा को सफलतापूर्वक पुनरुत्पादित करता है और एक विशिष्ट MeV टेल (tail) की भविष्यवाणी करता है जो गैर-तापीय इलेक्ट्रॉनों द्वारा आकार लेती है, जो भविष्य के उपकरणों के लिए एक परीक्षण योग्य भविष्यवाणी है।

4. मुख्य परिणाम (Key Results)

A. टर्बुलेंट फ्लो और थर्मोडायनामिक्स

स्थिर अवस्था (Steady State): सिस्टम एक ट्रांस-सोनिक/ट्रांस-अल्वेनिक अवस्था ( $M_s \approx M_A \approx 1$ ) में स्थिर हो जाता है।
तापमान अनुपात: एक मजबूत दो-तापमान अवस्था उभरती है जहाँ $T_i \gg T_e$ है। आयन तापमान नॉन-रिलेटिविस्टिक से माइल्डली-रिलेटिविस्टिक है, जबकि इलेक्ट्रॉन्स को तीव्र कॉम्पटन कूलिंग द्वारा ठंडा रखा जाता है ( $T_e \sim 0.1 m_e c^2$ )।
हीटिंग अंश: आयन हीटिंग अंश $q_i$ (आयनों में जमा ऊर्जा) को 0.63 – 0.73 मापा गया है, जो विश्लेषणात्मक अनुमानों ( $q_i \approx 0.5$ ) के अनुरूप है। इसका तात्पर्य है कि आयन अधिकांश विसरित शक्ति को ले जाते हैं।

B. कण त्वरण और स्पेक्ट्रा

गैर-तापीय पूंछ (Non-thermal Tails): आयन और इलेक्ट्रॉन दोनों विस्तारित गैर-तापीय पावर-लॉ टेल्स विकसित करते हैं।
- इलेक्ट्रॉन: मुख्य रूप से पुनर्संयोजन (reconnection) के माध्यम से तीव्र करंट शीट पर त्वरित होते हैं। स्पेक्ट्रम एक हार्ड पावर लॉ ( $p \approx 1.8$ स्थानीय रूप से) दिखाता है जो वॉल्यूम-एवरेज्ड स्पेक्ट्रम में $p \approx 3.5$ तक नरम हो जाता है।
- आयन: शॉक और करंट शीट दोनों पर त्वरित होते हैं। स्थानीय आयन स्पेक्ट्रम वैश्विक औसत की तुलना में अधिक हार्ड ( $p \approx 3$ ) है।
एस्केप (Escape): आयनों के लिए कन्फाइनमेंट समय सीमित है ( $\sim 2 S/v_A$ ), जो उन्हें वर्तमान बॉक्स आकार में TeV न्यूट्रिनो के लिए आवश्यक चरम ऊर्जाओं तक पहुँचने से रोकता है, लेकिन यह स्थापित करता है कि शक्ति का एक महत्वपूर्ण हिस्सा कॉस्मिक किरणों में जाता है।

C. उत्सर्जन स्पेक्ट्रा और अवलोकन संबंधी तुलना

एक्स-रे मैच: सिम्युलेटेड स्पेक्ट्रा Swift/BAT, INTEGRAL, और NuSTAR बैंड्स में NGC 4151 (एक चमकीला AGN) के अवलोकनों के साथ उत्कृष्ट सहमति दिखाते हैं।
- अनुमानित फोटॉन इंडेक्स $\Gamma_x \approx 1.77$ है, जो अवलोकनों से मेल खाता है।
- स्पेक्ट्रल पीक $80\text{--}90$ keV के पास है।
The MeV Tail: मॉडल एक उच्च-ऊर्जा टेल की भविष्यवाणी करता है जो MeV रेंज तक विस्तृत है, जो मानक थर्मल कॉम्पटनइज़ेशन मॉडल (जो एक शार्प कटऑफ की भविष्यवाणी करते हैं) से भिन्न है।
- इस टेल की तीव्रता रेडिएटिव कॉम्पैक्टनेस $\ell$ के साथ सह-संबंधित है।
- यह टेल करंट शीट पर त्वरित गैर-तापीय इलेक्ट्रॉन आबादी द्वारा आकार लेती है।

5. महत्व और निहितार्थ (Significance and Implications)

AGN भौतिकी: यह अध्ययन एक स्व-सुसंगत भौतिक तंत्र प्रदान करता है जो समझाता है कि ब्लैक-होल कोरोना उच्च तापमान कैसे बनाए रख सकते हैं, देखे गए एक्स-रे स्पेक्ट्रा कैसे उत्पन्न कर सकते हैं, और साथ ही कुशल कण त्वरक के रूप में कैसे कार्य कर सकते हैं।
मल्टी-मैसेंजर एस्ट्रोनॉमी:
- न्यूट्रिनो: यह निष्कर्ष कि आयन $\sim 2/3$ विसरित शक्ति को वहन करते हैं और गैर-तापीय टेल्स बनाते हैं, इस परिकल्पना का समर्थन करता है कि AGN कोरोना उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो के स्रोत हैं (जैसा कि IceCube द्वारा संकेत दिया गया है)।
- MeV बैंड: MeV टेल की भविष्यवाणी भविष्य के मिशनों जैसे COPI और e-ASTROGAM के लिए एक विशिष्ट लक्ष्य प्रदान करती है। इस टेल का पता चलना गैर-तापीय इलेक्ट्रॉनों और प्रस्तावित विशिष्ट विसर्जन तंत्रों (reconnection/shocks) की उपस्थिति की पुष्टि करेगा।
मॉडल बाधाएं (Constraints): परिणाम उन प्लाज्मा मापदंडों ( $\sigma_i$ , $\ell$ ) को सीमित करते हैं जो दो-तापमान कोरोना के लिए आवश्यक हैं, उन व्यवस्थाओं को खारिज करते हुए जहाँ कोलिशनल कपलिंग प्लाज्मा को थर्मल बना देगी या जहाँ पेयर प्रोडक्शन हावी होगा।

निष्कर्ष

ग्रोज़ेल्ज़ एट अल. प्रदर्शित करते हैं कि अत्यधिक अशांत इलेक्ट्रॉन-आयन कोरोना स्वाभाविक रूप से एक दो-तापमान अवस्था में विकसित होते हैं जहाँ आयन ऊर्जा बजट पर हावी होते हैं। यह शासन देखे गए एक्स-रे स्पेक्ट्रा को सफलतापूर्वक पुनरुत्पादित करता है और गैर-तापीय कण वितरण उत्पन्न करता है जो उच्च-ऊर्जा कॉस्मिक किरणों और न्यूट्रिनो का उत्पादन करने में सक्षम है। अनुमानित MeV स्पेक्ट्रल टेल इस टर्बुलेंट डिसिपेशन मॉडल को मान्य करने के लिए एक महत्वपूर्ण अवलोकन संबंधी हस्ताक्षर (observational signature) के रूप में कार्य करती है।