اكتشف علماء الفلك مصدرا مذهلا لأشعة غاما عالية الطاقة أقرب بكثير إلى الأرض مما كان يعتقد سابقا.

ال ميكروكوازار تم اكتشاف أن V4641 Sagittarii (V4641 Sgr)، الموجود داخل مجرة ​​درب التبانة، يصدر فوتونات جاما نشطة. 200 تيرا إلكترون فولت (TeV)مقياس طاقة يتحدى النماذج التقليدية لإنتاج الأشعة الكونية.

تم هذا الاكتشاف من خلال ملاحظات من مختبر شيرينكوف للمياه العالية (HAWC).إنه يجبر العلماء على إعادة التفكير في كيفية تشكل الجسيمات الأكثر نشاطًا في الكون، بدءًا من المجرات البعيدة وحتى الأجسام الموجودة في “الفناء الخلفي” الكوني الخاص بنا.

Microquasars: نوع جديد من مسرعات الجسيمات الكونية

لعقود من الزمن، اعتبر علماء الفيزياء الفلكية أقوى المصادر الأشعة الكونيةجسيمات عالية الطاقة تنتقل عبر الفضاء – بقايا المستعر الأعظم أو الطائرات تنبعث من الكوازارات الموجودة في مراكز المجرات البعيدة. الكوازارات معهم الثقوب السوداء الهائلة وهو محاط بأقراص تراكمية ضخمة، وهو يقذف وينتج نفاثات من المادة تتحرك بسرعة قريبة من سرعة الضوء إشعاع جاما. وكان يُعتقد أن هذه الأجسام العملاقة البعيدة هي المسؤولة عن تسريع الجسيمات إلى طاقات عالية جدًا.

ومع ذلك، فإن الاكتشاف الأخير مثير للقلق النجوم الزائفة الدقيقةخاصة V4641 الرماةيقترح خلاف ذلك. إن النجوم الزائفة الدقيقة، على عكس أبناء عمومتها البعيدين، مدمجة الأنظمة الثنائية إنه نجم كبير و ثقب أسود ذو كتلة نجمية. عندما يسحب الثقب الأسود المواد من رفيقه، يتم إخراج النفاثات بسرعات عالية، قادرة على إنتاج إشعاعات ذات طاقة أعلى من المتوقع، وفقًا لبيانات HAWC. دكتورة سابرينا كازانوفا من معهد الفيزياء النووية التابع للأكاديمية البولندية للعلومأكد الباحث الرئيسي للمشروع على أهمية هذا الاكتشاف: “الفوتونات المكتشفة من النجوم الزائفة تكون عمومًا أقل في الطاقة من النجوم الزائفة. المرصد: الفوتونات الصادرة عن النجوم الزائفة في مجرتنا تمتلك طاقات أعلى بعشرات الآلاف من المرات من الطاقة العادية!

ال مختبر HAWCتقع في بركان سييرا نيجرا في المكسيك، يستخدم سيرينكوف مجموعة من 300 خزان مياه للكشف عن الإشعاع – التوهج الخافت للضوء الذي يحدث عندما تتحرك الجسيمات بسرعة أكبر من سرعة الضوء في الماء. يسمح هذا النظام بمراقبة HAWC فوتونات جاما مع طاقات تتراوح من مئات جيجا إلكترون فولت إلى تيرا إلكترون فولت، مما يوفر رؤية غير مسبوقة للوظائف النجوم الزائفة الدقيقة مشابهة لـ V4641 الرقيب.

V4641 القوس: ميكروكوازار ذو نفاثات غير عادية

V4641 الرماةتقع في كوكبة برج القوسعلى بعد حوالي 20 ألف سنة ضوئية من الأرض، يوجد ثقب أسود كتلته ستة أضعاف كتلة الشمس ونجم مرافق يبلغ كتلته ثلاثة أضعاف كتلة الشمس. يدور الزوجان حول بعضهما البعض كل ثلاثة أيام، وهو دوران سريع يغذي التدفقات القوية للمادة التي يتم رصدها من النظام. ما يجعل V4641 Sgr مميزًا بشكل خاص هو اتجاه نفاثاته، التي تستهدف الأرض مباشرة. بالتالي التأثيرات النسبية تسافر الطائرات بسرعة أكبر من سرعة الضوء، حيث تصل سرعتها إلى تسعة أضعاف سرعة الضوء، وذلك بسبب سرعتها العالية والوهم الناتج عن اتجاهها للراصد.

مثل هذا الاختراع أشعة جاما ذات طاقة عالية جدًا قابلة للتحويل من V4641 Sgr. لقد اكتشف العلماء إشعاع جاما من قبل النجوم الزائفة الدقيقةالظروف التي لوحظت في هذه الحالة هي أبعد من أي شيء تم تسجيله سابقا. وأضاف الدكتور كازانوفا: “يبدو أن النجوم الزائفة الدقيقة تساهم بشكل كبير في إشعاع الأشعة الكونية عند طاقات عالية جدًا في مجرتنا”، مسلطًا الضوء على الآثار العميقة لهذا الاكتشاف لفهم أصل الأشعة الكونية.

في الواقع، لاحظت أشعة جاما V4641 نشط جدًا من Sgr لدرجة أنه يتحدى المعتقدات الراسخة الأشعة الكونية ذات الطاقة العالية يتم إنتاجها حصريًا من مصادر بعيدة مثل النجوم الزائفة أو المستعرات الأعظم. وبدلا من ذلك، يشير هذا الاكتشاف إلى مصدر قوي للإشعاع أقرب بكثير إلى المنزل، مما يوفر فرصة نادرة لدراسة هذه الظواهر في الوقت الحقيقي.

تغيير مشهد أبحاث الأشعة الكونية

النتائج التي توصل إليها مختبر HAWC لها آثار واسعة النطاق على دراسة الأشعة الكونية. ال المرصد الكبير لهطول الأمطار على ارتفاعات عالية (LHAASO) إن اكتشاف إشعاعات عالية الطاقة من النجوم الزائفة الأخرى في الصين يدعم فكرة أن هذه الأنظمة الصغيرة قد تلعب دورًا أكبر بكثير في تكوين الأشعة الكونية مما كان معروفًا سابقًا. إذًا، كيف يتعامل العلماء مع أبحاثهم؟ إنتاج الأشعة الكونية ويجب إعادة تقييم الآليات التي تحرك هذه العمليات عالية الطاقة بشكل أساسي.

من أهم فوائد الدورة النجوم الزائفة الدقيقة بعيداً الكوازارات قربهم يسمح بملاحظات واضحة للغاية. على عكس الإشعاع الصادر عن النجوم الزائفة، يجب أن ينتقل عبرها مليون سنة ضوئية وكلما اتسعت المساحة التي يمكن امتصاصها أو تشتيتها، قلّت العوائق التي تواجهها الإشعاعات الصادرة عن النجوم الزائفة الدقيقة في مجرتنا. ونتيجة لذلك، يمكن للعلماء دراسة العمليات التي تحركها تسريع جسيمات الطاقة العالية جدًا وعلى نطاق أوسع، سوف يكشف عن رؤى جديدة في الفيزياء الطائرات والثقوب السوداءوالأشعة الكونية.

وكذلك المقاييس الزمنية في هذا النجوم الزائفة الدقيقة التطور أقل بكثير من تطور الكوازارات. في حين أن النجوم الزائفة تستغرق ملايين السنين لتتطور، يمكن ملاحظة التدفقات الصادرة عن النجوم الزائفة على مدى عدة أيام، مما يجعلها موضوعات مثالية للدراسة. العمليات الفيزيائية الفلكية عالية الطاقة في الوقت الحقيقي.

دكتور. تم نشر البحث الذي أجراه كازانوفا وزملاؤه طبيعةيمثل خطوة هامة إلى الأمام في فهم هذه الأنظمة الفيزيائية الفلكية الديناميكية. يتم جمع المزيد من البيانات من المراصد مثل هوك و لاسوومن المرجح أن يكتشف علماء الفلك المزيد حول كيفية حدوث ذلك النجوم الزائفة الدقيقة المساهمة في إجمالي عدد السكان الأشعة الكونية– محاولة لتحويل فهمنا ل الكون عالي الطاقة.