لشيء لا ينبعث منه ضوء يمكننا أن نجد ذلكو الثقوب السوداء يحبون تغطية أنفسهم في السطوع.

يأتي بعض من ألمع الضوء في الكون في الواقع من الثقوب السوداء الهائلة. حسنًا ، ليست الثقوب السوداء حقًا ؛ إنها المادة التي تحيط بهم ، لأنها تقلل بنشاط مجموعة واسعة من المواد من بيئتها المباشرة.

تحتوي هذه الدوامات اللامعة من المواد الساخنة الدوارة على مجرات تسمى البلازارات. فهي لا تتوهج من حرارة الخط الدوار فحسب ، بل إنها تطلق المادة أيضًا كتكبير الحزم “المشتعلة” عبر الفضاء.

اكتشف العلماء أخيرًا الآلية التي تولد ضوءًا عالي الطاقة بشكل لا يصدق يصل إلينا منذ مليارات السنين: الصدمات ثقب أسودنفاثات تعمل على تسريع الجسيمات إلى سرعات مذهلة.

“إنه لغز عمره 40 عامًا ، وقد تمكنا من حله.” يقول عالم الفلك يانيس ليوداكيس المركز الفنلندي لعلم الفلك مع ESO (FINCA). “لقد حصلنا أخيرًا على كل قطع الأحجية ، وكانت الصورة التي رسموها واضحة.”

معظم المجرات في الكون مبنية حول ثقب أسود هائل. هذه الأجسام الكبيرة المذهلة تقع في مركز المجرات وأحيانًا تفعل القليل جدًا (على سبيل المثال القوس أ *الثقب الأسود في قلب مجرة ​​درب التبانة) وأحيانًا يفعل الكثير.

يتكون هذا النشاط من جمع المواد. تتجمع سحابة كبيرة في القرص الاستوائي حول الثقب الأسود وتدور حوله. الماء حول المصرف. تتسبب التفاعلات الاحتكاكية والتثاقلية في الفضاء المتطرف حول الثقب الأسود في تسخين هذه المادة وتألقها بشكل ساطع في نطاق من الأطوال الموجية. هذا هو أحد مصادر الضوء من الثقب الأسود.

آخر – لعب البلازارات – هو نفاثات مزدوجة من المواد أطلقت بشكل عمودي على القرص من المناطق القطبية خارج الثقب الأسود. بدلاً من السقوط نحو الثقب الأسود ، يُعتقد أن هذه النفاثات عبارة عن مادة من الحافة الداخلية للقرص ، والتي يتم تسريعها إلى القطبين عبر خطوط المجال المغناطيسي الخارجية ويتم إطلاقها بسرعات عالية جدًا تقترب من سرعة الضوء. .

READ  فشل إطلاق صاروخ أسترا في إيصال الحمولة إلى المدار

لتصنيف المجرة على أنها بلازار ، يجب أن تشير هذه النفاثات مباشرة نحو المراقب. نحن الوحيدون على وجه الأرض. بسبب تسارع الجسيمات الشديد ، فإنها تتوهج بالضوء عبر الطيف الكهرومغناطيسي ، بما في ذلك أشعة جاما عالية الطاقة والأشعة السينية.

كانت الطريقة التي تسرع بها هذه الطائرة الجسيمات إلى مثل هذه السرعات العالية سؤالًا كونيًا ضخمًا لعقود. ولكن الآن ، هناك تلسكوب جديد قوي للأشعة السينية يسمى مستكشف التصوير بالأشعة السينية Polarimetry Explorer (IXPE) ، الذي تم إطلاقه في ديسمبر 2021 ، للعلماء مفتاح حل اللغز. كان أول تلسكوب فضائي يكشف عن اتجاه أو استقطاب الأشعة السينية.

“سمحت قياسات استقطاب الأشعة السينية الأولى لهذا النوع من المصادر لأول مرة بإجراء مقارنات مباشرة مع النماذج التي تم تطويرها من ملاحظات ترددات أخرى للضوء ، من الراديو إلى أشعة جاما عالية الطاقة للغاية.” يقول عالم الفلك إيماغولاثا دوناروما وكالة الفضاء الإيطالية.

أصبح IXPE مادة عالية الطاقة مشرقة في سمائنا ، يوجد بليزار يسمى Markarian 501 على بعد 460 مليون سنة ضوئية في كوكبة هرقل. لمدة ستة أيام في مارس 2022 ، جمع التلسكوب بيانات عن ضوء الأشعة السينية المنبعث من طائرة بلازار.

مثال يوضح ملاحظة IXPE لـ Markarian 501 ، حيث فقد الطاقة الضوئية أثناء تحركه بعيدًا عن مقدمة الصدمة. (بابلو جارسيا / ناسا / إم إس إف سي)

في الوقت نفسه ، كانت المراصد الأخرى تقيس الضوء من نطاقات الطول الموجي الأخرى ، من الراديو إلى البيانات البصرية ، وكانت البيانات المتوفرة سابقًا فقط لـ Markarian 501.

سرعان ما لاحظ الفريق اختلافًا غريبًا في ضوء الأشعة السينية. يكون اتجاهها ملتويًا أو مستقطبًا بشكل ملحوظ أكثر من أطوال موجات الطاقة المنخفضة. والضوء البصري أكثر استقطابًا من موجات الراديو.

ومع ذلك ، كان اتجاه الاستقطاب مشابهًا لجميع الأطوال الموجية ومتوافقًا مع اتجاه التدفق. وجد الفريق أن هذا يتوافق مع النماذج التي تولد فيها الصدمات في الطائرات موجات صدمة توفر تسارعًا إضافيًا على طول الطائرة. أقرب إلى الصدمة ، هذا التسارع في أعلى مستوياته ، ينتج أشعة سينية. على طول الطائرة ، تفقد الجسيمات الطاقة ، وتنتج انبعاثًا ضوئيًا وراديوًا منخفض الطاقة ، مع استقطاب أقل.

READ  كانت أول مهمة عربية إلى المريخ هي توفير بعض العلوم المثيرة للاهتمام

“مع مرور موجة الصدمة عبر المنطقة ، يقوى المجال المغناطيسي ، وتزداد طاقة الجسيمات.” يقول عالم الفلك آلان مارشر جامعة بوسطن. “الطاقة تأتي من الطاقة الحركية للجسم الذي يخلق موجة الصدمة.”

ليس من الواضح سبب حدوث الصدمات ، ولكن إحدى الآليات المحتملة هي أن المواد الأسرع في الطائرة تلتحق بالتكتلات البطيئة الحركة ، مما يؤدي إلى حدوث تصادمات. سيساعد البحث المستقبلي في تأكيد هذه الفرضية.

نظرًا لأن البلازارات هي من بين أقوى مسرعات الجسيمات في الكون وواحدة من أفضل المختبرات لفهم الفيزياء المتطرفة ، فإن هذا البحث يمثل جزءًا مهمًا من اللغز.

ستستمر الأبحاث المستقبلية في مراقبة Markarian 501 ونقل IXPE إلى بلازارات أخرى لمعرفة ما إذا كان يمكن اكتشاف استقطاب مماثل.

نشرت في الأطروحة علم الفلك الطبيعي.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here