توصل العلماء إلى اكتشاف مذهل، وهو أقوى أشعة جاما شوهدت على الإطلاق في مجرة ​​درب التبانة، تنبعث من قلبها المضطرب.

تتجاوز أشعة جاما مستويات الطاقة 100 تيرا إلكترون فولت (TeV)الكشف باستخدام مختبر شيرينكوف للمياه العالية (HAWC). في المكسيك. لقد قدم هذا الاكتشاف رؤى جديدة حول العمليات المتطرفة التي تحدث بالقرب من درب التبانة المجرة مركز ريدجمنطقة يُعتقد أنها تستضيف بعض الأحداث الأكثر نشاطًا في الكون.

PeVatrons: الكشف عن المسرعات الكونية المتطرفة

يمثل اكتشاف أشعة جاما ذات الطاقة الفائقة خطوة مهمة للأمام في فهم القوى الغامضة العاملة في قلب المجرة. في قلب الاكتشاف يوجد تأكيد بيفاترونمسرع جسيمات كوني قوي قادر على دفع البروتونات والجسيمات الأخرى إلى طاقات قصوى. 1 كوادريليون إلكترون فولت (PeV). بات هاردينجفيزيائي مختبر لوس ألاموس الوطنيوشدد على أهمية الاكتشاف، وأشار إلى أن “هذه النتائج هي لمحة عن مجموعة غير مسبوقة من الطاقات في مركز درب التبانة”. توفر أشعة جاما التي اكتشفها HAWC أول دليل مباشر على البيفاترون المجرة مركز ريدجمنطقة معروفة بعملياتها النشطة للغاية.

تعتبر PeVatrons أحداثًا كونية نادرة وبعيدة المنال وهي مسؤولة عن التسارع الأشعة الكونية لسرعات عالية بشكل لا يصدق، تقترب من سرعة الضوء. التفاعلات بين هذه الأشعة الكونية والغاز الكثيف والمجالات المغناطيسية في مركز المجرة تنتج أشعة جاما عالية الطاقة. تعد أشعة جاما هذه من بين أقوى الجسيمات التي تم رصدها على الإطلاق من داخل مجرة ​​درب التبانة. وكما يشير هاردينغ، “يؤكد البحث لأول مرة وجود مصدر بيواترون لأشعة غاما ذات الطاقة الفائقة في نقطة في درب التبانة تُعرف باسم المجرة المركزية”.

بيئة عنيفة في قلب مجرة ​​درب التبانة

ال مركز المجرة موطن درب التبانة الثقب الأسود الهائل هو القوس أ*، تعتبر من أكثر المناطق نشاطًا وحيوية في المجرة. بالرغم من القوس أ* تعتبر المنطقة المحيطة بحد ذاتها غير نشطة نسبيًا، وهي معقل للنشاط المكثف، حيث تساهم النجوم النيوترونية وبقايا المستعرات الأعظم وسحب الغاز الكثيفة في البيئة الكونية العنيفة. هذه المنطقة محاطة بسحب كثيفة من الغاز والغبار، وهي محجوبة إلى حد كبير عن الضوء المرئي، مما يجعل عمليات رصد أشعة جاما مهمة للكشف عن العمليات الفيزيائية المتطرفة.

أصبح اكتشاف أشعة جاما ذات الطاقة الفائقة ممكنًا بفضل مختبر HAWCيمثل تقدما كبيرا في فهم هذا المجال المحير. ال النتائجتمت ملاحظة ونشر 98 حدثًا لأشعة جاما على مدى سبع سنوات رسائل مجلة الفيزياء الفلكية. يقدم هذا البحث التأكيد الأول بيفاترون في المجرة مركز ريدجإنه يعطي العلماء صورة أوضح عن العمليات التي تنتج هذه الجسيمات المتطرفة.

البحوث المستقبلية وأسرار Pevatrons

على الرغم من أن اكتشاف أشعة جاما ذات الطاقة الفائقة من مركز درب التبانة كان بمثابة إنجاز كبير، إلا أن العديد من الأسئلة لا تزال دون إجابة. على الرغم من أن PeVatrons نظرية، إلا أنها لا تزال غير مفهومة بشكل كامل، والباحثون حريصون على معرفة المزيد حول كيفية عمل هذه المسرعات الكونية. إن حدوث مثل هذه العمليات عالية الطاقة داخل مجرتنا أمر مثير للدهشة، حيث أن مثل هذه الأحداث عادة ما ترتبط بمجرات بعيدة أو ضخمة.

ستتضمن الخطوات التالية في هذا البحث ملاحظات وتحليلات إضافية لتحديد المصدر الدقيق لأشعة جاما. ولتحقيق ذلك يتطلع المجتمع العلمي إلى الكمال المرصد الجنوبي لأشعة جاما واسع المجال (SWGO)يجري بناؤه حاليا في صحراء أتاكاما في تشيلي. ستسمح المنشأة للباحثين بالتقاط مجموعة واسعة من إشارات أشعة جاما، وتوفير رؤية تفصيلية لها. مركز المجرة وعملياتها الجذرية. ويأمل الباحثون أن يساعد SWGO في الإجابة على الأسئلة الرئيسية حول طبيعة البيفاترونات والدور الذي تلعبه في السياق الأوسع لتطور المجرات.

سوهيون يو جارغامووشدد الفيزيائي الذي قاد التحليل على أهمية هذه النتيجة، مشيرًا إلى أن “كثافة الأشعة الكونية في مركز المجرة أعلى من المتوسط ​​المجري”. البروتونات المتسارعة موجود في هذا المجال. إن الدراسة المستمرة لهذه الظواهر سوف تعمق فهمنا لكيفية تشكل المجرات مثل درب التبانة وكيف تخلق أقوى القوى في الكون.

الآثار المترتبة على استكشاف الفضاء وفيزياء الجسيمات

إن اكتشاف مثل هذه الأشعة عالية الطاقة له آثار بعيدة المدى، وليس فقط على علم الفلك. فيزياء الجسيمات وفهمنا للقوى الأساسية في الكون. أشعة جاما الإشعاع الكهرومغناطيسي هو شكل نشط للغاية من الإشعاع، ودراسة أصله تساعد الباحثين على فهم العمليات التي تحركه. تسارع الجزيئات في الفضاء. قد تؤثر هذه النتائج أيضًا على البعثات الفضائية المستقبلية الأشعة الكونية و جزيئات عالية الطاقة يشكل مخاطر على رواد الفضاء والمركبات الفضائية، خاصة بالنسبة للمهام خارج البيئة الواقية للغلاف المغناطيسي للأرض.

يعد تأكيد وجود PeVatron داخل مجرة ​​درب التبانة خطوة مهمة نحو حل لغز كيفية وصول الجسيمات إلى هذه الطاقات القصوى وكيف تشكل هذه القوى القوية تطور المجرات.