قد تأتي النيوترينوات عالية الطاقة من الثقوب السوداء التي تمزق النجوم


عندما يقترب نجم جدًا من الثقب الأسود ، تتطاير الشرارات. ومن المحتمل أيضًا أن تفعل الجسيمات دون الذرية المسماة بالنيوترينوات.

يظهر ضوء درامي النتائج عندما يقوم ثقب أسود فائق الكتلة بتمزيق نجم ضال. الآن وللمرة الثانية تم رصد نيوترينو عالي الطاقة التي قد تكون ناتجة عن أحد هذه “أحداث اضطراب المد والجزر” ، حسبما أفاد الباحثون في دراسة قبلت في خطابات المراجعة المادية.

هذه الجسيمات خفيفة الوزن ، التي ليس لها شحنة كهربائية ، تنتشر عبر الكون ويمكن اكتشافها عند وصولها إلى الأرض. تشكل أصول هذه النيوترينوات النشيطة لغزًا كبيرًا في الفيزياء. لإنشائها ، يجب أن تكون الظروف مناسبة تمامًا لتسريع الجسيمات المشحونة بشكل كبير ، والتي ستنتج بعد ذلك النيوترينوات. بدأ العلماء في اصطفاف المرشحين المحتملين لمسرعات الجسيمات الكونية. في عام 2020 ، أبلغ الباحثون عن الأول النيوترينو المرتبط بحدث اضطراب المد والجزر (SN: 5/26/20). النيوترينوات الأخرى كانت كذلك مرتبطة بنوى المجرة النشطة، مناطق مضيئة في مراكز بعض المجرات (SN: 7/12/18).

تم اكتشاف حدث اضطراب المد والجزر الذي تم اكتشافه في الدراسة الجديدة في عام 2019. “كانت مشرقة بشكل غير عادي ؛ يقول عالم فيزياء الجسيمات الفلكية ماريك كوالسكي من شركة Deutsches Elektronen-Synchrotron أو DESY في زيوثن بألمانيا: “إنها حقًا واحدة من ألمع الأشياء العابرة على الإطلاق”.

العابرين هي نيران قصيرة العمر في السماء ، مثل أحداث اضطراب المد والجزر ونجوم متفجرة تسمى المستعرات الأعظمية. كشفت الملاحظات الإضافية للاندفاع اللامع أنه يتألق في الأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية والأطوال الموجية الأخرى للضوء.

بعد عام تقريبًا من اكتشاف التوهج ، رصد مرصد النيوترينو في القطب الجنوبي IceCube نيوترينوًا عالي الطاقة. من خلال تتبع مسار الجسيم للخلف ، قرر الباحثون أن النيوترينو جاء من جوار التوهج.

قد يكون التطابق بين الحدثين مصادفة. ولكن عندما يقترن بالنيوترينو السابق الذي كان مرتبطًا بحدث اضطراب المد والجزر ، تصبح الحالة أقوى. يقول الباحثون إن احتمال العثور على اثنين من هذه الجمعيات عن طريق الصدفة يبلغ 0.034 في المائة فقط.

لا يزال من غير الواضح كيف يمكن لأحداث اضطراب المد والجزر أن تنتج نيوترينوات عالية الطاقة. في أحد السيناريوهات المقترحة ، يمكن لنفث من الجسيمات بعيدًا عن الثقب الأسود تسريع البروتونات ، والتي يمكن أن تتفاعل مع الإشعاع المحيط لإنتاج النيوترينوات السريعة.

يقول عالم الفيزياء الفلكية كوتا موراس من جامعة ولاية بنسلفانيا ، وهو مؤلف مشارك في الدراسة الجديدة: “نحتاج إلى مزيد من البيانات … لكي نقول إن هذه مصادر نيوترينو حقيقية أم لا”. إذا كان الارتباط بين النيوترينوات وأحداث اضطراب المد والجزر حقيقيًا ، فهو متفائل بأن الباحثين لن يضطروا إلى الانتظار طويلاً. “إذا كان هذا هو الحال ، فسنرى المزيد.”

لكن العلماء لا يتفقون جميعًا على أن التوهج كان حدثًا يؤدي إلى اضطراب المد والجزر. بدلاً من ذلك ، كان من الممكن أن يكون ملف نوع مشرق بشكل خاص من المستعر الأعظم، عالمة الفيزياء الفلكية إيرين تامبورا وزملاؤها يقترحون في 20 أبريل مجلة الفيزياء الفلكية.

في مثل هذا المستعر الأعظم ، من الواضح كيف يمكن إنتاج نيوترينوات نشطة ، كما يقول تامبورا ، من معهد نيلز بور بجامعة كوبنهاغن. يمكن أن تتصادم البروتونات المتسارعة بفعل الموجة الصدمية للمستعر الأعظم مع البروتونات في الوسط المحيط بالنجم ، مما ينتج عنه جسيمات أخرى يمكن أن تتحلل لتكوين النيوترينوات.

في الآونة الأخيرة فقط تحسنت ملاحظات النيوترينوات عالية الطاقة والعابرة بما يكفي لتمكين العلماء من إيجاد روابط محتملة بين الاثنين. تقول تامبورا: “إنه أمر مثير”. ولكن كما يظهر الجدل حول أصل النيوترينو المكتشف حديثًا ، “في نفس الوقت ، يكشف الكثير من الأشياء التي لا نعرفها.”



المصدر

ندى عبدالرحمن
مهتمة في العلوم والفضاء خاصةً محبة للتقنية اعمل كاتبة في موقع اراود