العلوم والتكنولوجيا

نحن نعرف الآن لماذا تنتج نفاثات الثقب الأسود إشعاعًا عالي الطاقة

نحن نعرف الآن لماذا تنتج نفاثات الثقب الأسود إشعاعًا عالي الطاقة

تكبير / يمكن أن تكون نفاثات المواد المقذوفة حول الثقوب السوداء هائلة.

نوى المجرة النشطة ، التي تعمل بواسطة الثقوب السوداء الهائلة التي تحتويها ، هي ألمع الأجسام في الكون. يأتي الضوء من نفاثات المادة المسقطة من البيئة المحيطة بالثقب الأسود بسرعة الضوء تقريبًا. في معظم الحالات ، تسمى هذه النوى المجرية النشطة الكوازارات. ولكن في حالات نادرة عندما تتجه إحدى الطائرات مباشرة إلى الأرض ، يطلق عليها اسم بلازار ويبدو أكثر إشراقًا.

في حين تم توضيح الخطوط العريضة لكيفية عمل البلازارات ، إلا أن العديد من التفاصيل لا تزال غير مفهومة جيدًا ، بما في ذلك كيف تولد المادة سريعة الحركة الكثير من الضوء. الآن قام الباحثون بتحويل مرصد فضائي جديد يسمى استكشاف الاستقطاب بالأشعة السينية (IXPE) إلى أحد ألمع التوهجات في السماء. تشير البيانات من هذه الملاحظات وغيرها معًا إلى أن الضوء ينتج عندما تصطدم نفاثات من الثقب الأسود بمادة بطيئة الحركة.

الطائرات والضوء

IXPE متخصص في الكشف عن استقطاب الفوتونات عالية الطاقة ، أي اتجاه التموجات في المجال الكهربائي للضوء. يمكن أن تخبرنا معلومات الاستقطاب شيئًا عن العمليات التي خلقت الفوتونات. على سبيل المثال ، سيكون للفوتونات القادمة من بيئة مضطربة استقطابات عشوائية بشكل أساسي ، بينما تميل البيئة الأكثر تنظيمًا إلى إنتاج فوتونات بعدد محدود من الاستقطابات. يمكن للضوء الذي يمر عبر المواد أو المجالات المغناطيسية أن يغير الاستقطاب أيضًا.

هذا مفيد لدراسة البلازارات. يتم إنشاء الفوتونات عالية الطاقة المنبعثة من هذه الأجسام بواسطة الجسيمات المشحونة في النفاثات. عندما تتغير هذه الأجسام في مداراتها أو تبطئ من سرعتها ، يجب أن تتخلى عن الطاقة على شكل فوتونات. نظرًا لأنهم يقتربون من سرعة الضوء ، فإن لديهم الكثير من الطاقة للتخلي عنها ، مما يسمح للبلازارات بالانبعاث عبر الطيف من موجات الراديو إلى أشعة جاما ، مع بقاء بعض الأخيرة في هذه الطاقات ، على الرغم من مليارات السنين. الانزياح الأحمر.

لذا يصبح السؤال إذن ما الذي يسبب تباطؤ هذه الجسيمات. هناك نوعان من الأفكار الرئيسية. أحدها أن البيئة في الطائرات مضطربة ، مع تراكمات فوضوية للمواد والمجالات المغناطيسية. يؤدي هذا إلى إبطاء الجسيمات وستعني البيئة المضطربة أن الاستقطاب يصبح عشوائيًا إلى حد كبير.

تتضمن الفكرة البديلة موجة الصدمة ، حيث تصطدم المواد من النفاثات بمواد أبطأ وتتباطأ. هذه عملية منظمة نسبيًا ، تنتج استقطابًا محدود النطاق نسبيًا يصبح أكثر وضوحًا عند الطاقات الأعلى.

أدخل IXPE

سلسلة الملاحظات الجديدة عبارة عن حملة منسقة لالتقاط Markarian blazar 501 باستخدام مجموعة متنوعة من التلسكوبات التي تلتقط الاستقطاب بأطوال موجية أطول ، مع تركيز IXPE على الفوتونات الأكثر نشاطًا. بالإضافة إلى ذلك ، بحث الباحثون في أرشيفات العديد من المراصد بحثًا عن ملاحظات سابقة لـ Markarian 501 ، مما سمح لهم بتحديد ما إذا كان الاستقطاب مستقرًا بمرور الوقت.

بشكل عام ، كانت الاستقطابات المقاسة عبر الطيف بأكمله ، من موجات الراديو إلى أشعة جاما ، ضمن درجات قليلة من بعضها البعض. كان أيضًا مستقرًا بمرور الوقت وتم ضبطه بشكل أكبر لطاقات الفوتون الأعلى.

لا يزال هناك اختلاف طفيف في الاستقطاب ، مما يشير إلى اضطراب خفيف نسبيًا في موقع الاصطدام ، وهذا ليس مفاجئًا. لكنها أقل فوضى بكثير مما قد تتوقعه من مادة مضطربة ذات مجالات مغناطيسية معقدة.

بينما توفر هذه النتائج نظرة ثاقبة حول كيفية إنتاج الثقوب السوداء للضوء ، فإن هذه العملية تعتمد في النهاية على إنتاج الشعاع الذي يحدث بالقرب من الثقب الأسود. لا تزال كيفية تشكل هذه النفاثات غير مفهومة تمامًا ، لذلك لا يزال لدى الأشخاص الذين يدرسون الفيزياء الفلكية للثقب الأسود سبب للعودة إلى العمل بعد عطلة نهاية الأسبوع.

طبيعة سجية2022. DOI: 10.1038 / s41586-022-05338-0 (حول DOIs).

السابق
بعد كشف كذبها علنًا.. اعتذار ميريام فارس يصدم الجميع.. وهذا ماقالته !!
التالي
عمرو دياب بالكلسون وسما المصري بالبيكينى ومتابع :فضيحة :اتفرج