اكتشاف مصدر جديد للأشعة الكونية

اكتشف الباحثون مصدرا غير متوقع للأشعة الكونية يتمثل في النفاثات الضعيفة الصادرة من "الميكروكويزارات" ( أنظمة النجوم الثنائية التي تحتوي على ثقب أسود).

يتعرض كوكبنا باستمرار لتأثير الجسيمات القادمة من الفضاء. وهذه الجسيمات، مثل الإلكترونات أو البروتونات تأتي من الفضاء بين النجمي وتعتبر من أسرع الجسيمات في الكون. وتُعرف باسم "الأشعة الكونية".

ويظل منشأ هذه الجسيمات وكيفية تسريعها أحد أكبر الألغاز في الفيزياء الفلكية. وتُعتبر النفاثات سريعة الحركة للمادة، التي تُقذف من الثقوب السوداء، مرشحا مثاليا لتسريع الجسيمات. ومع ذلك، فإن تفاصيل هذه العملية لم تُفهم بالكامل بعد.

إقرأ المزيد

"هابل" يرصد ولادة نجم في سديم العنكبوت

وتظهر النفاثات القوية في الميكروكويزارات، وهي أنظمة تتكون من ثقب أسود ذي كتلة نجمية ونجم "عادي". ويدور هذان الجسمان حول بعضهما البعض، وعندما يقتربان، يبدأ الثقب الأسود في ابتلاع النجم المرافق، مما يؤدي إلى إطلاق نفاثات.

في السنوات الأخيرة، ظهرت أدلة قوية على أن نفاثات الميكروكويزارات قادرة على تسريع الجسيمات بشكل فعال. ومع ذلك، لا يزال من غير الواضح مدى تأثيرها على الكمية الإجمالية للأشعة الكونية في المجرة.

وعادة ما يتم تصنيف الميكروكويزارات حسب كتلة نجومها إلى أنظمة "منخفضة الكتلة" و "عالية الكتلة". وتحتوي الأنظمة عالية الكتلة على نجوم تفوق كتلتها كثيرا كتلة الشمس. وكانت آثار تسريع الجسيمات إلى حد الآن تُرصد في مثل هذه الأنظمة فقط. وعلى سبيل المثال، تم وصف الميكروكويزار SS 433، الذي يحتوي على نجم كتلته عشرة أضعاف كتلة الشمس، كواحد من أقوى مسرعات الجسيمات في المجرة.

وأدى ذلك إلى الاعتقاد السائد بأن الميكروكويزارات منخفضة الكتلة غير قادرة على إنتاج أشعة غاما. ومع ذلك، قام العلماء من معهد "ماكس بلانك" الألماني للفيزياء النووية بدحض هذا الاعتقاد. ونُشرت دراستهم في مجلة "Astrophysical Journal Letters".

وباستخدام بيانات تم جمعها على مدى 16 عاما من تلسكوب "Large Area Telescope" المثبت على القمر الصناعي Fermi التابع لوكالة ناسا، اكتشف علماء الفيزياء الفلكية إشارة غاما ضعيفة صادرة من الميكروكويزارGRS 1915+105، ويحتوي هذا النظام على نجم منخفض الكتلة، تقل كتلته عن كتلة الشمس. وتجاوزت طاقة أشعة غاما 10 غيغا إلكترون فولط. ومن المحتمل أن تكون طاقة تسريع الجسيمات الأولية أكبر من ذلك.

وتشير الأرصاد إلى أن البروتونات يتم تسريعها في النفاثات، ثم تتفاعل مع الغاز، مما يؤدي إلى إنتاج أشعة غاما. وتؤكد البيانات الواردة من التلسكوب الراديوي "Nobeyama" في اليابان وجود كمية كافية من الغاز.

وبالتالي، تبيّن أن حتى الميكروكويزارات ذات النجوم منخفضة الكتلة قادرة على تسريع الجسيمات، وهي تمثل الفئة الأكثر عددا في الكون. ومع ذلك، لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث لفهم أسباب تسريع بعض الأنظمة للجسيمات، بينما لا تفعل ذلك أنظمة نجمية أخرى.

المصدر: Naukatv.ru