ميغاميزر

ميغاميزرات الهيدروكسيل

وفي السياق ذاته، تستضيف أرب 220 أول ميغاميزر اكتُشف، وهي أقرب مجرة أشعة تحت حمراء فائقة الضياء، وقد دُرست بتفصيل كبير عند أطوال موجية كثيرة. ولهذا السبب تُعدّ النموذج الأولي للمجرات المضيفة لميغاميزرات الهيدروكسيل، وكثيرًا ما تُتخذ دليلًا لتفسير ميغاميزرات الهيدروكسيل الأخرى ومضيفاتها.

خصائص الخطوط

كذلك، رُصد عدد قليل من ميغاميزرات الهيدروكسيل، منها أرب 220، بقياس التداخل المديد القاعدة (VLBI)، الذي يتيح دراسة المصادر باستبانة زاوية أعلى. وتشير أرصاد VLBI إلى أن انبعاث ميغاميزرات الهيدروكسيل يتألف من مكوّنين، أحدهما منتشر والآخر مدمج. ويُبدي المكوّن المنتشر كسبًا أقل من واحد، وعروض خطوط تبلغ نحو مئات الكيلومترات في الثانية. وتشبه هذه الخصائص ما يُرى في أرصاد ميغاميزرات الهيدروكسيل بالهوائي المنفرد، التي تعجز عن تمييز مكوّنات التضخيم الميزري المنفردة. أما المكوّنات المدمجة فكسبها عالٍ يتراوح بين عشرات ومئات، ونسب التدفق فيها عند 1667 ميغاهرتز إلى التدفق عند 1665 ميغاهرتز مرتفعة، وعروض خطوطها نحو بضعة كيلومترات في الثانية. وقد فُسّرت هذه السمات العامة بحلقة ضيقة من المادة حول النواة ينشأ منها الانبعاث المنتشر، وبسُحب ميزرية منفردة تبلغ أحجامها نحو فرسخ فلكي واحد تنتج الانبعاث المدمج. وتشبه ميزرات الهيدروكسيل المرصودة في درب التبانة المكوّناتِ المدمجة لميغاميزرات الهيدروكسيل أكثر من غيرها. غير أن ثمة مناطق من الانبعاث الميزري الممتد لجزيئات أخرى في درب التبانة تشبه المكوّن المنتشر لميغاميزرات الهيدروكسيل.

كذلك، يحدث انبعاث ميغاميزرات الهيدروكسيل في الغالب في ما يُسمى «الخطوط الرئيسية» عند 1665 و1667 ميغاهرتز. ولجزيء الهيدروكسيل كذلك «خطّان تابعان» يُصدران عند 1612 و1720 ميغاهرتز، إلا أن الخطوط التابعة لم تُرصد إلا في قليل من ميغاميزرات الهيدروكسيل. ويكون الانبعاث في جميع ميغاميزرات الهيدروكسيل المعروفة أقوى في خط 1667 ميغاهرتز، وتتراوح النسب النموذجية بين التدفق في خط 1667 ميغاهرتز والتدفق في خط 1665 ميغاهرتز، وهي ما يُسمى «النسبة فائقة الدقة»، بين حد أدنى قدره 2 وأكثر من 20. أما الهيدروكسيل الذي يُصدر في حالة توازن ديناميكي حراري، فتتراوح هذه النسبة فيه بين 1.8 و1 تبعًا للعمق الضوئي، ولذلك فإن النسب التي تزيد على 2 تدل على إشغال خارج التوازن الحراري. ويمكن مقارنة ذلك بميزرات الهيدروكسيل في مناطق تكوّن النجوم في درب التبانة، حيث يكون خط 1665 ميغاهرتز عادةً الأقوى، وبميزرات الهيدروكسيل المحيطة بالنجوم المتطورة، حيث يكون خط 1612 ميغاهرتز في الغالب الأقوى، ومن بين الخطين الرئيسيين يكون انبعاث 1667 ميغاهرتز في كثير من الأحيان أقوى من انبعاث 1612 ميغاهرتز. ويبلغ العرض الكلي للانبعاث عند تردد معين عادةً عدة مئات من الكيلومترات في الثانية، أما السمات المنفردة التي يتألف منها مرتسم الانبعاث الكلي فتتراوح عروضها بين عشرات ومئات الكيلومترات في الثانية. ويمكن مقارنة ذلك كذلك بميزرات الهيدروكسيل في درب التبانة، التي يبلغ عرض خطوطها الطيفية عادةً نحو كيلومتر واحد في الثانية أو أقل، وتتوزع على مدى من السرعات يتراوح بين بضعة كيلومترات وعشرات الكيلومترات في الثانية.

من جهة ثانية، الإشعاع الذي تضخّمه ميزرات الهيدروكسيل هو الإشعاع الراديوي المتصل للمجرة المضيفة. ويتألف هذا الإشعاع المتصل أساسًا من إشعاع سنكروتروني تنتجه المستعرات العظمى من النوع II. وتضخيم هذه الخلفية ضعيف، إذ تتراوح معاملات التضخيم، أو الكسب، بين بضعة في المئة وبضع مئات في المئة، وتُبدي المصادر ذات النسب فائقة الدقة الأكبر عادةً كسبًا أكبر. كما أن المصادر ذات الكسب الأعلى تكون خطوط انبعاثها عادةً أضيق. وهذا متوقع إذا كانت عروض الخطوط قبل التضخيم متساوية على وجه التقريب، إذ تُضخَّم مراكز الخطوط أكثر من أطرافها، فيؤدي ذلك إلى تضيّق الخطوط.

الميزر

من جهة ثانية، اشتُقت كلمة «ميزر» من الأحرف الأولى لعبارة «تضخيم الموجات الصغرية بالإصدار المحثوث للإشعاع» . والميزر سلف الليزر الذي يعمل عند أطوال موجية بصرية، وقد اشتُق اسم الليزر باستبدال كلمة «ضوء» (light) بكلمة «موجات صغرية» (microwave). فإذا كان لدينا نظام من الذرات أو الجزيئات لكل منها حالات طاقة مختلفة، فيمكن للذرة أو الجزيء أن يمتص فوتونًا فينتقل إلى مستوى طاقة أعلى، أو أن يحثّ الفوتونُ إصدارَ فوتون آخر له الطاقة نفسها فيُسبب انتقالًا إلى مستوى طاقة أدنى. ويتطلب إنتاج الميزر انقلابًا في الإشغال، أي أن يكون عدد أفراد النظام في مستوى الطاقة الأعلى أكبر من عددها في المستوى الأدنى. وفي هذه الحالة، يُنتج الإصدار المحثوث فوتونات أكثر مما يُمتص. ولا يكون هذا النظام في حالة توازن حراري، ولذلك يحتاج إلى ظروف خاصة كي ينشأ؛ إذ لا بد من مصدر للطاقة يضخ الذرات أو الجزيئات إلى الحالة المثارة. وما إن يحدث انقلاب الإشغال حتى يصبح بمقدور فوتون ذي طاقة تساوي فرق الطاقة بين الحالتين أن يحثّ إصدار فوتون آخر بالطاقة نفسها، فتهبط الذرة أو الجزيء إلى مستوى الطاقة الأدنى، ويصبح هناك فوتونان متساويان في الطاقة بعد أن كان فوتونًا واحدًا. ويؤدي تكرار هذه العملية إلى التضخيم، ولأن الفوتونات كلها متساوية الطاقة، يكون الضوء الناتج أحادي اللون.

خصائص الخطوط وآلية الضخ

وفي هذا السياق، يُرصد انبعاث ميزرات الماء أساسًا عند 22 غيغاهرتز، بسبب انتقال بين في جزيء الماء. وتقع الحالة العليا عند طاقة تعادل 643 كلفن فوق الحالة القاعية، ويتطلب إشغال هذا المستوى الميزري الأعلى كثافات عددية للهيدروجين الجزيئي من رتبة 108 سم−3 أو أكثر، ودرجات حرارة لا تقل عن 300 كلفن. ويبلغ جزيء الماء التوازن الحراري عند كثافات عددية للهيدروجين الجزيئي تقارب 1011 سم−3، مما يضع حدًا أعلى للكثافة العددية في منطقة التضخيم الميزري للماء. وقد نُمذج انبعاث ميزرات الماء بنجاح بميزرات تنشأ خلف موجات صادمة تنتشر عبر مناطق كثيفة في الوسط بين النجمي. وتُنتج هذه الصدمات الكثافات العددية ودرجات الحرارة العالية (مقارنة بالظروف النموذجية في الوسط بين النجمي) اللازمة للانبعاث الميزري، وتنجح في تفسير الميزرات المرصودة.

التطبيقات

من جانب آخر، تحدث ميغاميزرات الهيدروكسيل في المناطق النووية لمجرات الأشعة تحت الحمراء الضائية، ويبدو أنها علامة على مرحلة من مراحل تشكّل المجرات. ولأن انبعاث الهيدروكسيل لا يخضع للإخماد الذي يسببه الغبار الكوني في المجرة المضيفة، فقد تكون ميزرات الهيدروكسيل مسابير مفيدة لدراسة الظروف التي يجري فيها تكوّن النجوم في هذه المجرات. وعند انزياحات نحو الأحمر تبلغ z ~ 2، توجد مجرات شبيهة بمجرات الأشعة تحت الحمراء الضائية وأسطع من نظيراتها في الكون القريب. وتشير العلاقة المرصودة بين ضياء الهيدروكسيل وضياء الأشعة تحت الحمراء البعيدة إلى أن ميغاميزرات الهيدروكسيل في مثل هذه المجرات قد تكون أسطع بعشرات إلى مئات المرات من ميغاميزرات الهيدروكسيل المرصودة. ومن شأن رصد ميغاميزرات الهيدروكسيل في هذه المجرات أن يتيح تحديد انزياحها نحو الأحمر بدقة، وأن يساعد على فهم تكوّن النجوم فيها.

كذلك، تحقق أول رصد لتأثير زيمان في مجرة أخرى من خلال أرصاد ميغاميزرات الهيدروكسيل. وتأثير زيمان هو انقسام الخط الطيفي بسبب وجود حقل مغناطيسي، ويتناسب مقدار الانقسام تناسبًا طرديًا خطيًا مع شدة الحقل المغناطيسي على امتداد خط البصر. وقد رُصد انقسام زيمان في خمسة ميغاميزرات هيدروكسيل، وتبلغ الشدة النموذجية للحقل المرصود بضعة ملي غاوس، وهي شدة مماثلة لشدة الحقول المقيسة في ميزرات الهيدروكسيل في درب التبانة.

المتطلبات العامة

وفي السياق ذاته، لا بد من استيفاء بضعة متطلبات كي يوجد مصدر ميزري قوي، أيًّا كان الجزيء المُضخِّم. ومنها وجود مصدر خلفي لإشعاع راديوي متصل يوفّر الإشعاع الذي يضخّمه الميزر، إذ تقع جميع الانتقالات الميزرية عند أطوال موجية راديوية. ويجب أن تتوافر للجزيء المُضخِّم آلية ضخ تُحدث انقلاب الإشغال، وكثافة وطول مسار كافيان لحدوث تضخيم ملموس. وتحدد هذه العوامل مجتمعةً متى يحدث الانبعاث الميغاميزري لجزيء معين وأين يحدث. وتختلف الظروف المحددة لكل جزيء من الجزيئات المعروفة بإنتاج الميغاميزرات، ويتجلى ذلك في أنه لا تُعرف أي مجرة تستضيف كلا النوعين الأكثر شيوعًا من الميغاميزرات، أي ميغاميزرات الهيدروكسيل وميغاميزرات الماء. ولذلك تُتناول الجزيئات المختلفة ذات الميغاميزرات المعروفة كلٌّ على حدة.

التطبيقات

المراجع

إضافةً إلى ذلك، يمكن استخدام ميغاميزرات الماء لتحديد مسافات المجرات البعيدة بدقة. فبافتراض مدار كبلر، يُتيح قياس التسارع المركزي والسرعة لبقع ميزر الماء استنتاج القطر الفيزيائي الذي تشغله هذه البقع. ثم تُحدَّد المسافة إلى الميزر بمقارنة نصف القطر الفيزيائي بالقطر الزاوي المقيس في السماء. وتصلح هذه الطريقة لميغاميزرات الماء لأنها تقع في منطقة صغيرة حول نواة مجرية نشطة، ولأن خطوطها ضيقة. وتُستعمل طريقة قياس المسافات هذه لتوفير قياس مستقل لثابت هابل لا يعتمد على استخدام الشموع القياسية. غير أن الطريقة محدودة بقلة عدد ميغاميزرات الماء المعروفة على مسافات يخضع فيها تباعد المجرات لقانون هابل. ويتيح قياس المسافة هذا كذلك قياس كتلة الجرم المركزي، وهو في هذه الحالة ثقب أسود فائق الكتلة. ويُعدّ قياس كتل الثقوب السوداء باستخدام ميغاميزرات الماء أدق طريقة لتحديد كتل الثقوب السوداء في المجرات غير درب التبانة. والكتل المقيسة متسقة مع علاقة إم–سيغما، وهي علاقة تجريبية بين النجمية في الحوصلات المجرية وكتلة الثقب الأسود الفائق الكتلة في مركزها.

التاريخ

إضافةً إلى ذلك، وفي سنة 1982، اكتُشف أول ميغاميزر في مجرة الأشعة تحت الحمراء فائقة الضياء أرب 220. ويبلغ ضياء هذا المصدر، على افتراض أنه يشع بالتساوي في جميع الاتجاهات، نحو . وهذا الضياء أقوى بنحو مئة مليون مرة من الميزر النموذجي في درب التبانة، ولذلك سُمّي مصدر الميزر في أرب 220 ميغاميزرًا. وكانت ميزرات الماء (H2O) خارج المجرية معروفة آنذاك. وفي سنة 1984، اكتُشف انبعاث ميزري للماء في المجرة NGC 4258 والمجرة NGC 1068 تضاهي شدته شدة ميزر الهيدروكسيل في أرب 220، ولذلك يُعدّ ميغاميزرات ماء.

من جانب آخر، وحتى سنة 2007، كان قد عُرف 109 مصادر ميغاميزرية للهيدروكسيل، بانزياحات نحو الأحمر تصل إلى . ويُعرف أكثر من 100 ميزر ماء خارج مجري، منها 65 ميزرًا ساطعًا بما يكفي لعدّه ميغاميزرًا.

كذلك، في سنة 1965، أي بعد اثني عشر عامًا من بناء أول ميزر في مختبر، اكتُشف ميزر هيدروكسيل (OH) في مستوى درب التبانة. واكتُشفت في السنوات التالية ميزرات لجزيئات أخرى في درب التبانة، منها الماء (H2O) وأحادي أكسيد السيليكون (SiO) والميثانول (CH3OH). ويبلغ الضياء الموحد الخواص النموذجي لهذه الميزرات في درب التبانة . وتمثّل أول دليل على التضخيم الميزري خارج المجرة في رصد جزيء الهيدروكسيل في مجرة معمل النحات (NGC 253) سنة 1973، وكان أسطع بنحو عشر مرات من الميزرات في درب التبانة.

علاوةً على ذلك، وخلال العقد التالي، اكتُشفت ميغاميزرات للميثانال (H2CO) وللميثين (CH) كذلك. وميزرات الميثانال في درب التبانة نادرة نسبيًا، والمعروف من ميغاميزرات الميثانال أكثر من المعروف من ميزراته في درب التبانة. أما ميزرات الميثين فشائعة جدًا في درب التبانة. وقد عُثر على كلا النوعين من الميغاميزرات في مجرات سبق أن رُصد فيها الهيدروكسيل؛ فالميثين يُرى في المجرات التي يُرصد فيها امتصاص الهيدروكسيل، أما الميثانال فيوجد في المجرات التي يُرصد فيها امتصاص الهيدروكسيل وفي تلك التي يُرصد فيها انبعاث ميغاميزري للهيدروكسيل كذلك.

المجرات المضيفة وبيئتها

من جهة ثانية، تُظهر أغلب مجرات الأشعة تحت الحمراء الضائية دلائل على تفاعل مع مجرات أخرى أو على اندماج مجري حديث، وينطبق الأمر نفسه على المجرات المضيفة لميغاميزرات الهيدروكسيل. ومضيفات الميغاميزرات غنية بالغاز الجزيئي مقارنة بالمجرات الحلزونية، إذ تتجاوز كتل الهيدروجين الجزيئي فيها مليار كتلة شمسية، أي H2 > . وتساعد الاندماجات على دفع الغاز الجزيئي نحو المنطقة النووية للمجرة، فتنتج كثافات جزيئية عالية وتحفّز معدلات تكوّن النجوم المرتفعة التي تتميز بها مجرات الأشعة تحت الحمراء الضائية. ويُسخّن ضوءُ النجوم بدوره الغبار، فيعيد إشعاع الطاقة في الأشعة تحت الحمراء البعيدة، منتجًا قيم LFIR العالية المرصودة في مضيفات ميغاميزرات الهيدروكسيل. ودرجات حرارة الغبار المشتقة من تدفقات الأشعة تحت الحمراء البعيدة دافئة نسبيًا مقارنة بالمجرات الحلزونية، إذ تتراوح بين 40 و90 كلفن.

ومن جهة أخرى، دلّ التصنيف الطيفي المبكر لأنوية مجرات الأشعة تحت الحمراء الضائية المضيفة لميغاميزرات الهيدروكسيل على أنه لا يمكن تمييز خصائصها من خصائص عموم هذه المجرات. فنحو ثلث مضيفات الميغاميزرات مصنّف ضمن مجرات الانفجار النجمي، ونحو الربع ضمن مجرات زايفرت من النوع 2، وتُصنَّف البقية ضمن مناطق خطوط الانبعاث النووية منخفضة التأين (LINERs). ولا تختلف الخصائص البصرية للمجرات المضيفة لميغاميزرات الهيدروكسيل عن غير المضيفة اختلافًا ذا دلالة إحصائية. غير أن الأرصاد الحديثة بالأشعة تحت الحمراء باستخدام مقراب سبيتزر الفضائي تستطيع تمييز المجرات المضيفة لميغاميزرات الهيدروكسيل من مجرات الأشعة تحت الحمراء الضائية غير الميزرية، إذ تُظهر 10–25% من مضيفات ميغاميزرات الهيدروكسيل دلائل على وجود نواة مجرية نشطة، مقارنة بنسبة 50–95% في المجرات غير الميزرية.

كذلك، توجد ميغاميزرات الهيدروكسيل في المنطقة النووية لفئة من المجرات تُدعى مجرات الأشعة تحت الحمراء الضائية (LIRGs)، التي يتجاوز ضياؤها في الأشعة تحت الحمراء البعيدة مئة مليار ضياء شمسي، أي LFIR > ، ويُفضَّل منها مجرات الأشعة تحت الحمراء فائقة الضياء (ULIRGs) التي يكون فيها LFIR > . وضياء هذه المجرات في الأشعة تحت الحمراء كبير جدًا، غير أنها في حالات كثيرة ليست ساطعة على نحو لافت في الضوء المرئي. فمثلًا، تبلغ نسبة الضياء في الأشعة تحت الحمراء إلى الضياء في نحو 80 في أرب 220، وهي أول مصدر رُصد فيه ميغاميزر.

وفي هذا الصدد، يمكن تمييز مجرات الأشعة تحت الحمراء الضائية المضيفة لميغاميزرات الهيدروكسيل من عموم هذه المجرات بمحتواها من الغاز الجزيئي. فأغلب الغاز الجزيئي هيدروجين جزيئي، وتتجاوز كثافة الغاز الجزيئي في المضيفات النموذجية لميغاميزرات الهيدروكسيل 1000 سم−3. وهذه الكثافات من أعلى متوسطات كثافة الغاز الجزيئي بين مجرات الأشعة تحت الحمراء الضائية. كما أن نسب الغاز الكثيف في هذه المجرات المضيفة مرتفعة مقارنة بالمجرات الضائية النموذجية. وتُقاس نسبة الغاز الكثيف بنسبة الضياء الذي ينتجه سيانيد الهيدروجين (HCN) إلى ضياء أحادي أكسيد الكربون (CO).

وفي السياق ذاته، يؤثر كلٌّ من ضياء الأشعة تحت الحمراء البعيدة ودرجة حرارة الغبار في مجرة الأشعة تحت الحمراء الضائية في احتمال احتضانها ميغاميزر هيدروكسيل، وذلك من خلال الارتباطات بين درجة حرارة الغبار وضياء الأشعة تحت الحمراء البعيدة، ولذلك لا يتضح من الأرصاد وحدها دور كل منهما في إنتاج ميغاميزرات الهيدروكسيل. فالمجرات ذات الغبار الأدفأ أرجح احتضانًا لميغاميزرات الهيدروكسيل، وكذلك مجرات الأشعة تحت الحمراء فائقة الضياء التي يكون فيها LFIR > . وتستضيف مجرة واحدة على الأقل من كل ثلاث مجرات فائقة الضياء ميغاميزرَ هيدروكسيل، مقارنة بنحو مجرة واحدة من كل ست مجرات ضائية. وأشارت الأرصاد المبكرة لميغاميزرات الهيدروكسيل إلى ارتباط بين ضياء الهيدروكسيل الموحد الخواص وضياء الأشعة تحت الحمراء البعيدة، بحيث LOH LFIR2. ومع اكتشاف مزيد من ميغاميزرات الهيدروكسيل ومراعاة ، تبيّن أن هذه العلاقة المرصودة أقل انحدارًا، بحيث LOH LFIR1.20.1.

آلية الضخ

وفي هذا الصدد، تشير العلاقة المرصودة بين ضياء خط الهيدروكسيل وضياء الأشعة تحت الحمراء البعيدة إلى أن ميغاميزرات الهيدروكسيل تُضخ إشعاعيًا. وبدا أن قياسات VLBI الأولى لميغاميزرات الهيدروكسيل القريبة تطرح إشكالًا لهذا النموذج فيما يخص مكوّنات الانبعاث المدمجة، إذ تطلبت أن يمتص الهيدروكسيل نسبة عالية جدًا من فوتونات الأشعة تحت الحمراء كي يُصدر فوتونًا ميزريًا، مما جعل الإثارة التصادمية آلية ضخ أرجح. غير أن نموذجًا للانبعاث الميزري في وسط ميزري متكتل يبدو قادرًا على إعادة إنتاج الخصائص المرصودة لانبعاث الهيدروكسيل المدمج والمنتشر. ووجدت معالجة تفصيلية حديثة أن الفوتونات ذات الطول الموجي 53 ميكرومتر هي المضخة الرئيسية لانبعاث الخطوط الرئيسية الميزري، وأن ذلك ينطبق على جميع ميزرات الهيدروكسيل. ولتوفير ما يكفي من الفوتونات عند هذا الطول الموجي، يجب ألا تقل درجة حرارة الغبار الكوني الذي يعيد معالجة الإشعاع النجمي إلى أطوال موجية تحت حمراء عن 45 كلفن. وتؤكد الأرصاد الحديثة بمقراب سبيتزر الفضائي هذه الصورة الأساسية، إلا أن ثمة تباينات لا تزال قائمة بين تفاصيل النموذج وأرصاد المجرات المضيفة لميغاميزرات الهيدروكسيل، مثل عتامة الغبار اللازمة للانبعاث الميغاميزري.

الميزر الفيزيائي الفلكي

من جانب آخر، تحتاج الميزرات والليزرات المصنوعة على الأرض والميزرات التي تنشأ في الفضاء على السواء إلى انقلاب الإشغال كي تعمل، غير أن الظروف التي يحدث فيها هذا الانقلاب تختلف اختلافًا كبيرًا بين الحالتين. فالميزرات المخبرية أنظمة عالية الكثافة، وهو ما يحدّ من الانتقالات التي يمكن استخدامها للتضخيم الميزري، ويستلزم استعمال رنان لعكس الضوء ذهابًا وإيابًا مرات كثيرة. أما الميزرات الفيزيائية الفلكية فكثافتها منخفضة، وأطوال مساراتها طويلة جدًا بطبيعتها. ويسهل الخروج عن التوازن الحراري عند الكثافات المنخفضة، لأن التوازن الحراري يُحفظ بالتصادمات، ومن ثم يمكن أن يحدث انقلاب الإشغال. وتمنح المسارات الطويلة الفوتوناتِ المنتقلة عبر الوسط فرصًا كثيرة لحثّ الإصدار، فتُضخِّم مصدرًا خلفيًا للإشعاع. وتتضافر هذه العوامل فتجعل الفضاء بين النجمي بيئة طبيعية لعمل الميزر. ويمكن ضخ الميزرات الفيزيائية الفلكية إما إشعاعيًا وإما تصادميًا. ففي الضخ الإشعاعي، تُثير فوتوناتُ الأشعة تحت الحمراء ذاتُ الطاقة الأعلى من طاقة فوتونات الانتقال الميزري الذراتِ والجزيئاتِ تفضيليًا إلى المستوى الأعلى للميزر، فينشأ انقلاب الإشغال. أما في الضخ التصادمي، فينشأ انقلاب الإشغال من تصادمات تُثير الجزيئات إلى مستويات طاقة تعلو المستوى الأعلى للميزر، ثم يهبط الجزيء إلى المستوى الأعلى للميزر بإصدار فوتونات.

ميغاميزرات الماء

من جانب آخر، في حين يبدو أن ميغاميزرات الهيدروكسيل تختلف جوهريًا في بعض النواحي عن ميزرات الهيدروكسيل في درب التبانة، لا يبدو أن ميغاميزرات الماء تتطلب ظروفًا مغايرة كثيرًا لظروف ميزرات الماء في درب التبانة. فميزرات الماء الأقوى من نظيراتها في درب التبانة، ومنها ما هو قوي بما يكفي لتصنيفه ضمن الميزرات «الميغا»، يمكن وصفها بالدالة الضيائية نفسها التي تصف ميزرات الماء في درب التبانة. ويقع بعض ميزرات الماء خارج المجرية في مناطق تكوّن النجوم، شأنها شأن ميزرات الماء في درب التبانة، أما ميزرات الماء الأقوى فتوجد في المناطق المحيطة بالنوى المجرية النشطة (AGN). ويتراوح ضياؤها الموحد الخواص بين نحو واحد وبضع مئات من ، وتوجد في مجرات قريبة مثل مسييه 51 وفي مجرات أبعد مثل NGC 4258 .