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A broadband outburst of the compact steep-spectrum quasar 3C 138 in 2024-2026

यह शोध पत्र कॉम्पैक्ट स्टीप-स्पेक्ट्रम क्वासर 3C 138 के 2024-2026 ब्रॉडबैंड आउटबर्स्ट पर रिपोर्ट करता है, जो एक क्रमिक, आवृत्ति-निर्भर रेडियो ब्राइटनिंग और समवर्ती उच्च-ऊर्जा फ्लेयर्स द्वारा अभिलक्षित है, जिन्हें एक कोर-डोमिनेटेड गतिविधि चरण द्वारा सबसे अच्छी तरह समझाया गया है जिसमें सापेक्षिक इलेक्ट्रॉनों की ओर बढ़ी हुई ऊर्जा विभाजन वाला एक वन-ज़ोन सिनक्रोट्रॉन सेल्फ-कॉम्पटन मॉडल शामिल है।

मूल लेखक: T. V. Mufakharov (State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, Xinjiang Astronomical Observatory, CAS, 150 Science 1-Street, Urumqi 830011, China, Special Astrophysical Observatory of the RT. V. Mufakharov (State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, Xinjiang Astronomical Observatory, CAS, 150 Science 1-Street, Urumqi 830011, China, Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), Yu. V. Sotnikova (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia, Institute for Nuclear Research, Russian Academy of Sciences, 60th October Anniversary Prospect 7a, Moscow 117312, Russia), V. V. Vlasyuk (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), S. Yu. Sazonov (Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Profsoyuznaya Street 84/32, Moscow 117997, Russia), M. L. Khabibullina (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), A. G. Mikhailov (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), A. B. Pushkarev (Crimean Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nauchny 298409, Russia, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow 117997, Russia), T. An (Department of Astronomy, University of Science and Technology of China, 96 Jinzhai Road, Hefei, Anhui 230026, P. R. China), Y. A. Kovalev (Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow 117997, Russia, Institute for Nuclear Research, Russian Academy of Sciences, 60th October Anniversary Prospect 7a, Moscow 117312, Russia), Y. Y. Kovalev (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Auf dem Hügel 69, Bonn 53121, Germany), A. V. Popkov (Moscow Institute of Physics and Technology, Institutsky per. 9, Dolgoprudny 141700, Russia, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow 117997, Russia), M. A. Kharinov (Institute of Applied Astronomy of the Russian Academy of Sciences, Kutuzova Embankment 10, St. Petersburg 191187, Russia), G. S. Uskov (Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Profsoyuznaya Street 84/32, Moscow 117997, Russia), I. Yu. Lapshov (Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Profsoyuznaya Street 84/32, Moscow 117997, Russia), E. V. Filippova (Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Profsoyuznaya Street 84/32, Moscow 117997, Russia), A. Yu. Tkachenko (Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Profsoyuznaya Street 84/32, Moscow 117997, Russia), K. V. Iuzhanina (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), A. K. Erkenov (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), R. Yu. Udovitskiy (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), O. I. Spiridonova (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), I. A. Rakhimov (Institute of Applied Astronomy of the Russian Academy of Sciences, Kutuzova Embankment 10, St. Petersburg 191187, Russia), T. S. Andreeva (Institute of Applied Astronomy of the Russian Academy of Sciences, Kutuzova Embankment 10, St. Petersburg 191187, Russia), A. A. Ogloblin (Institute of Applied Astronomy of the Russian Academy of Sciences, Kutuzova Embankment 10, St. Petersburg 191187, Russia, St. Petersburg Academic University of the Russian Academy of Sciences, Khlopina St. 8/3A, St. Petersburg 194021, Russia)

प्रकाशित 2026-08-07

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CC BY 4.0

मूल लेखक: T. V. Mufakharov (State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, Xinjiang Astronomical Observatory, CAS, 150 Science 1-Street, Urumqi 830011, China, Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), Yu. V. Sotnikova (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia, Institute for Nuclear Research, Russian Academy of Sciences, 60th October Anniversary Prospect 7a, Moscow 117312, Russia), V. V. Vlasyuk (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), S. Yu. Sazonov (Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Profsoyuznaya Street 84/32, Moscow 117997, Russia), M. L. Khabibullina (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), A. G. Mikhailov (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), A. B. Pushkarev (Crimean Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nauchny 298409, Russia, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow 117997, Russia), T. An (Department of Astronomy, University of Science and Technology of China, 96 Jinzhai Road, Hefei, Anhui 230026, P. R. China), Y. A. Kovalev (Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow 117997, Russia, Institute for Nuclear Research, Russian Academy of Sciences, 60th October Anniversary Prospect 7a, Moscow 117312, Russia), Y. Y. Kovalev (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Auf dem Hügel 69, Bonn 53121, Germany), A. V. Popkov (Moscow Institute of Physics and Technology, Institutsky per. 9, Dolgoprudny 141700, Russia, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow 117997, Russia), M. A. Kharinov (Institute of Applied Astronomy of the Russian Academy of Sciences, Kutuzova Embankment 10, St. Petersburg 191187, Russia), G. S. Uskov (Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Profsoyuznaya Street 84/32, Moscow 117997, Russia), I. Yu. Lapshov (Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Profsoyuznaya Street 84/32, Moscow 117997, Russia), E. V. Filippova (Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Profsoyuznaya Street 84/32, Moscow 117997, Russia), A. Yu. Tkachenko (Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Profsoyuznaya Street 84/32, Moscow 117997, Russia), K. V. Iuzhanina (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), A. K. Erkenov (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), R. Yu. Udovitskiy (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), O. I. Spiridonova (Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Arkhyz 369167, Russia), I. A. Rakhimov (Institute of Applied Astronomy of the Russian Academy of Sciences, Kutuzova Embankment 10, St. Petersburg 191187, Russia), T. S. Andreeva (Institute of Applied Astronomy of the Russian Academy of Sciences, Kutuzova Embankment 10, St. Petersburg 191187, Russia), A. A. Ogloblin (Institute of Applied Astronomy of the Russian Academy of Sciences, Kutuzova Embankment 10, St. Petersburg 191187, Russia, St. Petersburg Academic University of the Russian Academy of Sciences, Khlopina St. 8/3A, St. Petersburg 194021, Russia)

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

ब्रह्मांडीय जागरण (The Cosmic Wake-Up Call)

कल्पना कीजिए कि ब्रह्मांड एक विशाल, अंधेरे महासागर की तरह है, और इसमें जगह-जगह लाइटहाउस (प्रकाश स्तंभ) बिखरे हुए हैं। इनमें से अधिकांश लाइटहाउस स्थिर हैं, जो एक अनुमानित लय में प्रकाश बिखेर रहे हैं। लेकिन कुछ "एक्टिव गैलेक्टिक न्यूक्लिआई" (AGN) हैं—यानी आकाशगंगाओं के केंद्रों में स्थित अतिविशाल ब्लैक होल, जो सक्रिय रूप से गैस और धूल को निगल रहे हैं। जैसे-जैसे वे भोजन करते हैं, वे प्रकाश की गति के करीब चलने वाले कणों की विशाल जेट (धाराएं) बाहर निकालते हैं। आमतौर पर, ये जेट शांत नदियों की तरह होते हैं, जो निरंतर बहते रहते हैं। हालांकि, कभी-कभी, जेट के भीतर गहराई में कुछ ऐसा होता है जिससे ऊर्जा का एक विशाल विस्फोट, एक "फ्लेयर" (लौ), होता है, जो अदृश्य रेडियो तरंगों से लेकर घातक गामा किरणों तक, पूरे विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम को रोशन कर देता है।

वैज्ञानिक लंबे समय से इन ब्रह्मांडीय लाइटहाउसों के एक विशिष्ट प्रकार से हैरान रहे हैं जिन्हें "कॉम्पैक्ट स्टीप-स्पेक्ट्रम" (CSS) क्वासर कहा जाता है। इन्हें ब्लैक होल की दुनिया के "किशोरों" (teenagers) के रूप में सोचें। वे युवा हैं, और उनकी जेट अभी भी अपने घर की आकाशगंगा की घनी गैस से टकरा रही है, जो आमतौर पर उन्हें शांत और छिपा हुआ रखती है। उन्हें अचानक पूरे ब्रह्मांड में चिल्लाने वाले जंगली, ऊर्जावान पार्टी करने वाले जीवों की तरह नहीं होना चाहिए। लेकिन जब इनमें से एक "शांत" किशोर अचानक एक विशाल, बहु-रंगीन पार्टी शुरू कर देता है, तो यह हमें बताता है कि ब्लैक होल के इंजन के भीतर कुछ बहुत बड़ा बदल रहा है। इन दुर्लभ विस्फोटों को समझना हमें यह जानने में मदद करता है कि ब्लैक होल कैसे जागते हैं, उनकी जेट कैसे बनती हैं, और क्या होता है जब खेल के नियम अचानक बदल जाते हैं।

3C 138 का महान जागरण (The Great Awakening of 3C 138)

द दशकों तक, क्वासर 3C 138 थोड़ा सुस्त रहा। यह एक "कॉम्पैक्ट स्टीप-स्पेक्ट्रम" क्वासर था, एक युवा ब्लैक होल प्रणाली जो अपेक्षाकृत शांत और स्थिर रही थी। लेकिन 2024 से शुरू होकर 2026 तक जारी रहते हुए, यह ब्रह्मांडीय सुस्त जीव अचानक जाग गया और उसने अब तक की सबसे ऊंची, सबसे रंगीन पार्टी दी जो खगोलविदों ने कभी देखी थी। शोधकर्ताओं की एक टीम, जो ब्रह्मांडीय जासूसों की तरह काम कर रही थी, ने रेडियो तरंगों से लेकर गामा किरणों तक सब कुछ देखते हुए विशाल दूरबीनों के एक समूह का उपयोग करके इस घटना को ट्रैक किया। उन्होंने पाया कि यह एक ऐसी जेट की कहानी थी जिसने केवल चमक (flare) ही नहीं दिखाया, बल्कि खुद को पूरी तरह से पुनर्गठित (reconfigure) कर लिया।

रेडियो गड़गड़ाहट: एक आवृत्ति-निर्भर लहर (The Radio Rumble: A Frequency-Dependent Wave)
पहला सुराग रेडियो तरंगों से मिला। कल्पना कीजिए कि एक स्टेडियम वेव (लहर) है जहाँ सामने की पंक्ति के लोग पहले खड़े होते हैं, और लहर धीरे-धीरे पीछे की ओर बढ़ती है। 3C 138 के साथ बिल्कुल ऐसा ही हुआ। रेडियो चमक सबसे उच्च आवृत्तियों (जेट की "सामने वाली पंक्ति") के आसपास 2022 के आसपास शुरू हुई और धीरे-धीरे कम आवृत्तियों की ओर बढ़ी। 2024-2026 तक, उच्चतम आवृत्ति वाली रेडियो तरंगें (लगभग 22 GHz) अविश्वसनीय रूप से चमकीली हो गई थीं, जबकि निचली आवृत्तियाँ अभी भी पीछे चल रही थीं।

वैज्ञानिकों ने इन रेडियो तरंगों के "रंग" के बारे में कुछ अजीब देखा। पार्टी से पहले, रेडियो स्पेक्ट्रम "स्टीप" (तीव्र ढाल वाला) था, जिसका अर्थ था कि उच्च आवृत्तियों पर यह मंद था। लेकिन विस्फोट के दौरान, स्पेक्ट्रम "हार्डन" (कठोर) हो गया और "फ्लैट" या यहाँ तक कि "इनवर्टेड" (उल्टा) हो गया। रोजमर्रा की भाषा में, जेट ने अचानक पहले की तुलना में बहुत अधिक उच्च-ऊर्जा वाली रेडियो तरंगें पंप करना शुरू कर दिया, जिससे पता चलता है कि ब्लैक होल के केंद्र के ठीक पास एक नया, सघन और बहुत ऊर्जावान घटक उभर आया है। यह केवल एक अस्थायी हिचकी नहीं थी; यह इस बात का दीर्घकालिक बदलाव था कि जेट कैसे व्यवहार कर रहा है।

उच्च-ऊर्जा विस्फोट: गामा, एक्स-रे और प्रकाश (The High-Energy Explosion: Gamma, X-Ray, and Light)
जबकि रेडियो तरंगें धीरे-धीरे जाग रही थीं, उच्च-ऊर्जा वाले पक्ष में पार्टी चरम पर पहुँच गई। टीम ने गामा किरणों (ब्रह्मांड के सबसे ऊर्जावान प्रकाश) और एक्स-रे में एक बड़ी उछाल देखी। 2025 और 2026 के बीच, एक्स-रे फ्लक्स तीन गुना से अधिक हो गया। इससे भी अधिक नाटकीय बात यह थी कि एक्स-रे का "रंग" बदल गया: फोटॉन इंडेक्स, जो यह मापता है कि एक्स-रे कितने कठोर हैं, 1.6 के नरम स्तर से बदलकर 0.9 के बहुत कठोर स्तर पर चला गया, और फिर शिखर के बाद फिर से नरम हो गया।

ऑप्टिकल (दृश्य) प्रकाश भी इस दौड़ में शामिल हो गया। वर्षों तक शांत रहने के बाद, क्वासर 2025 के अंत तक लगभग 0.5 मिलीजैन्स्की से बढ़कर लगभग 4.7 मिलीजैन्स्की हो गया। जब वैज्ञानिकों ने लाइट कर्व्स का विश्लेषण किया, तो उन्हें पांच अलग-अलग गामा-रे फ्लेयर्स और ऑप्टिकल सब-फ्लेयर्स का एक क्रम मिला। सबसे रोमांचक हिस्सा? गामा-रे, एक्स-रे और ऑप्टिकल फ्लेयर्स के शिखर लगभग 13 दिनों के बहुत छोटे अंतराल के भीतर हुए। यह सटीक समय अंतराल बताता है कि आंतरिक जेट में एक एकल, हिंसक घटना ने इन तीनों प्रकार के प्रकाश को लगभग एक साथ सक्रिय कर दिया।

गायब गांठ का रहस्य (The Mystery of the Missing Knot)
आमतौरता पर, जब ब्लैक होल जेट चमकता है, तो वैज्ञानिक जेट में एक नई "गांठ" (knot) या पदार्थ के गोले के निकलने की उम्मीद करते हैं, जैसे बंदूक से गोली निकलती है। हालाँकि, अन्य दूरबीनों (VLBI, VLA, और ALMA) से प्राप्त हालिया उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियों ने कुछ अलग दिखाया। कोई भी नई गांठ जेट से दूर जाती हुई नहीं दिखी। इसके बजाय, चमक सीधे कोर (केंद्र) में हो रही थी। "गोली" अभी बंदूक से निकली नहीं थी; बंदूक ही बस बहुत अधिक गर्म और चमकदार हो रही थी।

जब शोधकर्ताओं ने इस नए कोर में चुंबकीय क्षेत्र और कणों की ऊर्जा के बीच संतुलन की गणना करने की कोशिश की, तो उन्होंने पाया कि उत्तर पूरी तरह से इस बात पर निर्भर करता है कि जेट हमारे देखने के कोण से कितना झुका हुआ है। कुछ देखने के कोणों में, चुंबकीय क्षेत्र कण ऊर्जा की तुलना में बहुत कमजोर दिखाई दिया, जो एक कण-प्रधान जेट का सुझाव देता है। अन्य कोणों में, चुंबकीय क्षेत्र अधिक मजबूत दिखाई दिया। क्योंकि जेट का सटीक झुकाव अभी भी अनिश्चित है, वैज्ञानिक निश्चित रूप से यह नहीं कह सकते कि जेट कणों द्वारा संचालित है या चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा; वे केवल इतना कह सकते हैं कि फ्लेयर के दौरान संतुलन नाटकीय रूप से बदल जाता है, चाहे कोण कुछ भी हो।

सबको एक साथ जोड़ना: दो-पद्धति सिद्धांत (Putting It All Together: The Two-Regime Theory)
यह शोध पत्र इस अराजकता को समझाने के लिए एक दिलचस्प दो-भाग वाली कहानी प्रस्तावित करता है।

फास्ट लेन (The Fast Lane): गामा किरणें, एक्स-रे और ऑप्टिकल प्रकाश ब्लैक होल के बहुत करीब एक छोटे, सघन क्षेत्र से आते हैं। असली हलचल यहीं होती है—एक विक्षोभ (disturbance) जो कणों को अविश्वसनीय गति तक त्वरित करता है, जिससे वे उच्च-ऊर्जा प्रकाश में चमकते हैं। यह क्षेत्र इतना छोटा और तेज़ है कि यह कुछ ही दिनों में चमक सकता है और फिर शांत हो सकता है।
स्लो लेन (The Slow Lane): रेडियो तरंगें जेट के एक बड़े, अधिक विस्तृत हिस्से से आती हैं। जैसे-जैसे विक्षोभ कोर से बाहर निकलता है, रेडियो तरंगों का दृश्यमान होना में समय लगता है। शुरुआत में, जेट में मौजूद घनी गैस द्वारा निचली-आवृत्ति वाली रेडियो तरंगों को अवरुद्ध (अवशोषित) कर दिया जाता है। जैसे-जैसे विक्षोभ बाहर निकलता है और गैस पतली होती जाती है, विभिन्न आवृत्तियों की रेडियो तरंगें एक-एक करके "चालू" होती हैं, जो उच्च आवृत्तियों से शुरू होकर धीरे-धीरे नीचे की ओर बढ़ती हैं। यही कारण है कि रेडियो चमकना एक अचानक विस्फोट के बजाय एक धीमी, लुढ़कती हुई लहर की तरह दिखता है।

वैज्ञानिक किस बारे में (और किस बारे में नहीं) आश्वस्त हैं
शोधकर्ता इस बात को लेकर बहुत आश्वस्त हैं कि 3C 138 अपने आंतरिक जेट के एक बड़े, दीर्घकालिक पुनर्गठन से गुजर रहा है, जो एक "स्तरीकृत" (परतदार) वातावरण के माध्यम से विकसित होने वाले विक्षोभ द्वारा संचालित है। वे इस बात के लिए भी आश्वस्त हैं कि उच्च-ऊर्जा फ्लेयर्स और ऑप्टिकल चमक एक ही घटना से जुड़े हैं, क्योंकि उनके बीच 13 दिनों का संयोग है।

हालाँकि, वे पूरी पहेली को सुलझाने का दावा करने में सावधानी बरतते हैं। उन्होंने विभिन्न मॉडलों का परीक्षण किया यह देखने के लिए कि क्या प्रकाश कणों के आपस में टकराने (सिनक्रोट्रॉन सेल्फ-कॉम्पटन) से आया या यह आसपास की गैस से आने वाले प्रकाश द्वारा बढ़ाया गया था (एक्सटर्नल कॉम्पटन)। उनके मॉडल सुझाव देते हैं कि "कणों के टकराने" वाला परिदृश्य अच्छी तरह काम करता है, लेकिन वे दूसरे परिदृश्य को पूरी तरह से खारिज नहीं कर सकते क्योंकि डेटा थोड़ा कम है। वे यह भी नोट करते हैं कि हालांकि वे एक नया, चमकीला कोर देख रहे हैं, लेकिन उन्होंने अभी तक उससे अलग होती हुई कोई नई गांठ नहीं देखी है, इसलिए जेट को ऊर्जा देने की सटीक प्रक्रिया अभी भी एक रहस्य है। महत्वपूर्ण रूप से, जबकि डेटा दिखाता है कि फ्लेयर के दौरान ऊर्जा संतुलन भारी रूपel रूप से कणों की ओर झुक जाता है, चुंबकीय क्षेत्र बनाम कणों की पूर्ण शक्ति देखने के अज्ञात कोण पर निर्भर करती है, इसलिए वे निश्चित रूप से यह नहीं बता सकते कि कौन सी शक्ति जेट पर शासन करती है।

संक्षेप में, 3C 138 एक युवा ब्लैक होल है जिसने तेजी से बड़ा होने का फैसला किया है। यह केवल एक नखरा नहीं दिखा रहा है; यह अपने स्वयं के इंजन के नियमों को फिर से लिख रहा है। रेडियो तरंगें तूफान की धीमी, गड़गड़ाहट वाली लहरें हैं, जबकि गामा किरणें और एक्स-रे केंद्र में बिजली की चमक की तरह हैं। यह घटना वैज्ञानिकों को एक युवा जेट को एक पावरहाउस बनने का प्रशिक्षण लेते हुए देखने के लिए एक दुर्लभ, फ्रंट-रो सीट प्रदान करती है, जो यह सिद्ध करती है कि ब्रह्मांड के "शांत" किशोर भी विस्फोटक क्षणों से भरे हो सकते हैं।

तकनीकी सारांश: 2024-2026 में कॉम्पैक्ट स्टीप-स्पेक्ट्रम क्वासर 3C 138 का ब्रॉडबैंड आउटबर्स्ट

समस्या और संदर्भ
कॉम्पैक्ट स्टीप-स्पेक्ट्रम (CSS) क्वासर 3C 138 ( $z=0.759$ ) को आम तौर पर एक युवा या फ्रस्ट्रेटेड रेडियो-लाउड एक्टिव गैलेक्टिक न्यूक्लियस (AGN) के रूप में व्याख्यायित किया जाता है, जहाँ जेट अंतरतारकीय माध्यम (interstellar medium) के साथ दृढ़ता से परस्पर क्रिया करता है। ऐतिहासिक रूप से, ऐसे पिंडों में उच्च-ऊर्जा डिटेक्शन दर कम रही है। यद्यपि 3C 138 ने सुपरलुमिनल मोशन और एक गैर-समान फैराडे स्क्रीन प्रदर्शित की है, लेकिन इसमें आमतौर पर ब्लाज़र्स जैसी तीव्र $\gamma$ -रे फ्लेयरिंग नहीं देखी गई है। यह शोध पत्र 3C 138 द्वारा 2024 और 2026 के बीच शुरू किए गए असामान्य मल्टीवेवलथ सक्रिय चरण को संबोधित करता है, जो तीव्र ब्रॉडबैंड फ्लेयरिंग द्वारा अभिलक्षित है। इस अध्ययन का उद्देश्य इस घटना का लक्षण वर्णन करना, आंतरिक जेट के भीतर भौतिक स्थितियों को निर्धारित करना और स्थानीयकृत फ्लेयर घटनाओं तथा उत्सर्जक क्षेत्र के वैश्विक पुनर्गठन (global reconfigurations) के बीच अंतर करना है।

कार्यप्रणाली
लेखकों ने बढ़ी हुई कैडेंस (cadence) के साथ एक समन्वित मल्टीवेवेलथ मॉनिटरिंग अभियान संचालित किया, जिसमें निम्नलिखित का संयोजन किया गया:

रेडियो: RATAN-600 और RT-32 टेलीस्कोपों का उपयोग करके 1–22 GHz पर सघन मल्टी-फ्रीक्वेंसी मॉनिटरिंग, और ALMA कैलिब्रेटर सोर्स कैटलॉग से मिलीमीटर/सबमिलीमीटर डेटा (38–343 GHz)।
ऑप्टिकल: Zeiss-1000 और AS-500/T2 टेलीस्कोपों (जुलाई 2025 से) से R-बैंड अवलोकन, जिसे CRTS और ZTF से प्राप्त ऐतिहासिक डेटा द्वारा पूरक किया गया है। स्पेक्ट्रोस्कोपी 6-मीटर BTA टेलीस्कोप पर SCORPIO-2 इंस्ट्रूमेंट के साथ प्राप्त की गई थी।
X-रे: Swift/XRT और SRG/ART-XC (4–30 keV) का उपयोग करके टारगेट-ऑफ-अपॉर्च्युनिटी (ToO) और पॉइंटेड अवलोकन, साथ ही Chandra और eROSITA से प्राप्त ऐतिहासिक डेटा।
$\gamma$ -रे: 2008 से 2026 तक Fermi-LAT लाइट कर्व (0.1–300 GeV) का विश्लेषण।

विश्लेषण में लाइट कर्व्स को पैरामीट्रिक एक्सपोनेंशियल प्रोफाइल्स में विघटित करने, विभिन्न फ्रीक्वेंसी बैंड्स में स्पेक्ट्रल इंडेक्स की गणना करने और दो-अवस्था वाले स्पेक्ट्रल एनर्जी डिस्ट्रीब्यूशन (SEDs) बनाने शामिल था, जो एक ऐतिहासिक "शांत अवस्था" (quiet state) और "मुख्य-शिखर" (main-peak) अवस्था (जो $\gamma$ -रे, X-रे और ऑप्टिकल फ्लक्स के समवर्ती मैक्सिमा पर केंद्रित है) का प्रतिनिधित्व करते हैं। इन SEDs को विभिन्न सापेक्षतावादी ज्यामिति (varying Doppler factor $\delta$ , viewing angle $\theta$ , और bulk Lorentz factor $\Gamma$ ) के तहत JetSeT पैकेज का उपयोग करके मॉडल किया गया था ताकि सिनक्रोट्रॉन सेल्फ-कॉम्पटन (SSC) बनाम एक्सटर्नल कॉम्पटन (EC) परिदृश्यों का परीक्षण किया जा सके।

प्रमुख परिणाम

रेडियो विकास: रेडियो ब्राइटनिंग 2022 के बाद त्वरित हुई, जो एक स्पष्ट फ्रीक्वेंसी-डिपेंडेंट प्रोग्रेशन दिखाती है। फ्लक्स वृद्धि उच्च आवृत्तियों (11–22 GHz) पर सबसे अधिक थी, जिसमें 2022 के बाद 22 GHz फ्लक्स $\sim 0.55$ Jy yr $^{-1}$ की दर से बढ़ा। उच्च-आवृत्ति स्पेक्ट्रल इंडेक्स (11–22 GHz) $\alpha \sim -0.8$ (तीव्र/steep) से बदलकर फ्लैट या इनवर्टेड ( $\alpha \gtrsim 0.2$ ) हो गया, जो एक कॉम्पैक्ट, सेल्फ-एब्जॉर्बड सिनक्रोट्रॉन घटक के उद्भव को दर्शाता है जो उच्च आवृत्तियों पर पहले ऑप्टिकली थिन होता है।
उच्च-ऊर्जा और ऑप्टिकल परिवर्तनशीलता: $\gamma$ -रे, X-रे और ऑप्टिकल बैंड ने तीव्र फ्लेयरिंग प्रदर्शित की। $\gamma$ -रे लाइट कर्व ने पांच अलग-अलग फ्लेयर्स का खुलासा किया, जबकि ऑप्टिकल लाइट कर्व ने एक व्यापक ब्राइटनिंग एपिसोड पर सुपरपोज्ड सब-फ्लेयर्स के अनुक्रम को दिखाया। $\gamma$ -रे, X-रे और ऑप्टिकल बैंड के मैक्सिमा $\simeq 13$ -दिवसीय अंतराल के भीतर घटित हुए, जो एक सामान्य कॉम्पैक्ट गतिविधि एपिसोड का सुझाव देते हैं।
स्पेक्ट्रल हार्डनिंग: 2025–2026 के दौरान X-रे फ्लक्स में $>3$ गुना वृद्धि हुई। फोटॉन इंडेक्स शिखर पर $\Gamma_X \simeq 1.6$ से काफी कठोर होकर $\simeq 0.9$ हो गया और फिर से सॉफ्ट हुआ। ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम विशेषताहीन रहा और इसमें एक नॉन-थर्मल पावर-लॉ कॉन्टिनम देखा गया, जो AGN के लिए विशिष्ट है, जिसमें कमजोर उत्सर्जन रेखाएं ([O III], H $\beta$ ) मौजूद थीं।
SED मॉडलिंग: विरल दो-अवस्था वाले SEDs (शांत बनाम शिखर) को विभिन्न ज्यामितियों के तहत एक-ज़ोन SSC समाधानों द्वारा सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया गया। हालांकि SSC+EC-BLR मॉडलों का परीक्षण किया गया था, लेकिन EC योगदान मामूली और ज्यामिति-निर्भर बना रहा। मॉडलिंग इंगित करती है कि फ्लेयर के दौरान ऊर्जा विभाजन में सापेक्षतावादी इलेक्ट्रॉनों की ओर एक मजबूत बदलाव आया ( $U_e/U_B$ में $10^2$ – $10^4$ गुना वृद्धि), हालांकि पूर्ण मैग्नेटाइजेशन अनुमानित ज्यामिति पर निर्भर है।
परिवर्तनशीलता आयाम (Variability Amplitudes): रेडियो बैंड में फ्रीक्वेंसी के साथ $F_{var}$ (फ्रैक्शनल वेरिएबिलिटी एम्प्लीट्यूड) व्यवस्थित रूप से बढ़ा और $\gamma$ -रे तथा ऑप्टिकल बैंड में सर्वाधिक था, जो एक तेजी से परिवर्तित होने वाले कॉम्पैक्ट क्षेत्र के प्रभुत्व और रेडियो में एक धीमी, ओपेसिटी-प्रभावित प्रतिक्रिया के अनुरूप है।

महत्व और दावे
यह दावा किया गया है कि 3C 138 में 2024–2026 की घटना एक एकल पृथक फ्लेयर नहीं है, बल्कि आंतरिक जेट का एक निरंतर पुनर्गठन है। लेखक एक ऐसे परिदृश्य का प्रस्ताव करते हैं जहाँ एक विक्षोभ (disturbance) एक संरचनात्मक रूप से जटिल, ओपेसिटी-स्तरीकृत (opacity-stratified) जेट के माध्यम से विकसित होता है:

तीव्र उच्च-ऊर्जा और ऑप्टिकल गतिविधि एक कॉम्पैक्ट आंतरिक क्षेत्र को ट्रैक करती है जहाँ कण त्वरण (particle acceleration) और डॉप्लर बूस्टिंग कुशल हैं।
सुचारू, फ्रीक्वेंसी-डिपेंडेंट रेडियो/mm ब्राइटनिंग एक कॉम्पैक्ट सिनक्रोट्रॉन घटक के क्रमिक रूप से दृश्यमान होने के बाद के ओपेसिटी-संचालित विकास को दर्शाती है।

यह व्याख्या रेडियो स्पेक्ट्रम के फ्रीक्वेंसी-डिपेंडेंट हार्डनिंग, उच्च-ऊर्जा और रेडियो पीक्स के बीच समय विलंब (time delays), और हालिया VLBI/VLA/ALMA साक्ष्यों द्वारा समर्थित है जो बिना किसी रिजॉल्व्ड नए नॉट (knot) के कोर-डोमिनेटेड ब्राइटनिंग दिखाते हैं। यह अध्ययन इस बात पर प्रकाश डालता है कि भले ही CSS क्वासरों को अत्यधिक ब्लाज़र-जैसे कोणों पर नहीं देखा जाता है, फिर भी वे कुशल GeV उत्पादन एपिसोड से गुजर सकते हैं, जो स्ट्रैटिफाइड रिलेटिविस्टिक फ्लो में आंतरिक जेट विकास और विक्षोभ प्रसार की जांच करने का एक दुर्लभ अवसर प्रदान करता है। लेखक नोट करते हैं कि सक्रिय चरण अभी भी जारी है, जैसा कि मई 2026 में एक अन्य चमकीले $\gamma$ -रे फ्लेयर से सिद्ध होता है।

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