إليكم سبب اشتعال بعض الثقوب السوداء الهائلة بشدة


لأول مرة ، لاحظ علماء الفلك كيف أن بعض الثقوب السوداء فائقة الكتلة تطلق نفاثات من الجسيمات عالية الطاقة في الفضاء – والعملية صادمة.

تنتشر موجات الصدمة على طول نفاثة أحد هذه البلازار تلوي الحقول المغناطيسية التي تسرع الجسيمات المتسربة إلى ما يقرب من سرعة الضوء ، أفاد علماء الفلك في 23 نوفمبر في طبيعة سجية. يمكن أن تساعد دراسة مثل هذا التسارع الشديد في التحقيق في أسئلة الفيزياء الأساسية التي لا يمكن دراستها بأي طريقة أخرى.

Blazars هي ثقوب سوداء نشطة إطلاق نفاثات من الجسيمات عالية الطاقة نحو الأرض، مما يجعلها تظهر كنقاط مضيئة من ملايين أو حتى بلايين السنين الضوئية (SN: 7/14/15). عرف علماء الفلك أن السرعات القصوى للطائرات النفاثة والحزم العمودية الضيقة لها علاقة بشكل الحقول المغناطيسية حول الثقوب السوداء ، لكن التفاصيل كانت غامضة.

ادخل إلى Imaging X-Ray Polarimetry Explorer ، أو IXPE ، وهو تلسكوب مداري تم إطلاقه في ديسمبر 2021. وتتمثل مهمته في قياس استقطاب الأشعة السينية ، أو كيفية توجيه ضوء الأشعة السينية أثناء انتقاله عبر الفضاء. بينما كانت ملاحظات بلازار سابقة لـ موجات الراديو المستقطبة والضوء البصري فحصت أجزاء من الطائرات بعد أيام إلى سنوات من تسارعها ، يمكن للأشعة السينية المستقطبة أن ترى في النواة النشطة للبلازار (SN: 24/3/21).

يقول عالم الفيزياء الفلكية يانيس ليوداكيس Yannis Liodakis من جامعة توركو في فنلندا: “في الأشعة السينية ، أنت تنظر حقًا إلى قلب تسارع الجسيمات”. “أنت تنظر حقًا إلى المنطقة التي يحدث فيها كل شيء.”

في مارس 2022 ، نظرت IPXE في بليزر ساطع بشكل خاص يسمى Markarian 501 ، يقع على بعد حوالي 450 مليون سنة ضوئية من الأرض.

كان لدى Liodakis وزملاؤه فكرتان رئيسيتان حول كيفية قيام الحقول المغناطيسية بتسريع نفاثة Markarian 501. يمكن تعزيز الجسيمات عن طريق إعادة الاتصال المغناطيسي ، حيث تنكسر خطوط المجال المغناطيسي ، وتصلح وتتصل بخطوط أخرى قريبة. نفس العملية يسرع البلازما على الشمس (SN: 11/14/19). إذا كان هذا هو محرك تسريع الجسيمات ، فيجب أن يكون استقطاب الضوء هو نفسه على طول الطائرة في جميع الأطوال الموجية ، من موجات الراديو إلى الأشعة السينية.

خيار آخر هو موجة الصدمة التي تطلق الجسيمات أسفل الطائرة. في موقع الصدمة ، تتحول المجالات المغناطيسية فجأة من مضطرب إلى مرتبة. يمكن أن يرسل هذا المفتاح جزيئات بعيدة ، مثل الماء عبر فوهة الخرطوم. عندما تغادر الجسيمات موقع الصدمة ، يجب أن يعاود الاضطراب مرة أخرى. إذا كانت الصدمة مسؤولة عن التسارع ، فيجب أن تكون الأشعة السينية ذات الطول الموجي القصير أكثر استقطابًا من الضوء البصري والراديوي ذي الطول الموجي الأطول ، كما تم قياسه بواسطة التلسكوبات الأخرى.

رسم توضيحي للمركبة الفضائية IXPE التي ترصد الأشعة السينية المستقطبة من بلازار ونفاثها
المركبة الفضائية IXPE (مصورة) المرصودة تأتي الأشعة السينية المستقطبة من بلازار ونفاثها. يوضح الشكل الداخلي كيف اصطدمت الجزيئات الموجودة في الطائرة بموجة صدمة (بيضاء) وتعززت إلى سرعات قصوى ، مما أدى إلى إصدار ضوء أشعة سينية عالي الطاقة. عندما تفقد الطاقة ، تصدر الجسيمات ضوءًا منخفض الطاقة في الأطوال الموجية المرئية والأشعة تحت الحمراء والراديو (الأرجواني والأزرق) ، وتصبح الطائرة أكثر اضطرابًا.بابلو جارسيا / إم إس إف سي / ناسا

يقول ليوداكيس إن هذا بالضبط ما رآه الباحثون. يقول: “لقد حصلنا على نتيجة واضحة” تفضل تفسير موجة الصدمة.

لا يزال هناك عمل يتعين القيام به لمعرفة تفاصيل كيفية تدفق الجسيمات ، كما يقول عالم الفيزياء الفلكية جيمس ويب ، من جامعة فلوريدا الدولية في ميامي. أولاً ، ليس من الواضح ما الذي قد ينتج عنه الصدمة. لكنه يقول: “هذه خطوة في الاتجاه الصحيح”. “يشبه الأمر فتح نافذة جديدة والنظر إلى الشيء الجديد ، ونرى الآن أشياء لم نرها من قبل. إنه مثير للغاية. “



المصدر