صورة مُلتقطة لـ"عين سورون" وهي تُشرق مباشرةً على الأرض

لغز النيوترينو الذي استمر لعقود

الجسم المرصود هو PKS 1424+240، وهو نجم ساطع يُعرف بأنه ألمع مصدر نيوترينو معروف. رُصد سابقًا بواسطة مرصد آيس كيوب للنيوترينوات، وهو يُصدر نيوترينوات عالية الطاقة للغاية، كما توهج بشدة بأشعة غاما التي سجلها تلسكوب تشيرينكوف الأرضي.

ومع ذلك، تكمن المفارقة في حقيقة أن نفاثة الراديو الخاصة بـ PKS 1424+240 تتحرك ببطء شديد، مما يتناقض مع الفرضية القديمة القائلة بأن النفاثة عالية السرعة فقط هي القادرة على إنتاج مثل هذا الإشعاع القوي.

Nhìn vào bên trong nón tia plasma của blazar PKS 1424+240 bằng kính viễn vọng vô tuyến của Mảng Đường cơ sở Rất dài (VLBA). Nguồn: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/YY Kovalev và cộng sự.

نظرة داخل المخروط البلازمي للنجم البلازار PKS 1424+240 باستخدام تلسكوب مصفوفة خط الأساس الطويل جدًا (VLBA). حقوق الصورة: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/YY Kovalev et al.

بعد 15 عامًا من الرصد المتواصل باستخدام مصفوفة خط الأساس الطويل جدًا (VLBA)، أعاد العلماء بناء الصورة الأكثر تفصيلًا حتى الآن لنفاثة البلازار. تكشف النتائج عن بنية مجال مغناطيسي حلقي شبه مثالية تعمل كزنبرك حلزوني، تدفع الجسيمات إلى أقصى طاقاتها - مما يفسر كلاً من النيوترينوات عالية الطاقة وأشعة غاما التي تنبعث من هذا المصدر.

قال الباحث يوري كوفاليف، المؤلف الرئيسي للبحث وقائد مشروع MuSES في معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي (MPIfR): "عندما أعدنا بناء الصورة، كانت مذهلة للغاية. لم نرَ شيئًا كهذا من قبل - حلقة مغناطيسية شبه مثالية مع نفاثة موجهة نحونا مباشرةً".

كما يوضح الفريق، نظرًا لأن النفاثات موجهة تقريبًا نحو الأرض، فإن ضوئها يتضخم بشكل كبير بفعل التأثيرات النسبية. وصرح جاك ليفينغستون، المؤلف المشارك في الدراسة (MPIfR): "يزيد هذا المحاذاة من سطوعها بمقدار 30 ضعفًا أو أكثر. في الوقت نفسه، تبدو النفاثات وكأنها تتحرك ببطء - وهو وهم بصري تقليدي".

“Mắt Sauron” — một hình ảnh ấn tượng về luồng plasma trong blazar PKS 1424+240, nhìn trực diện. Luồng plasma này được bao quanh bởi một từ trường hình xuyến gần như hoàn hảo (hình ảnh màu cam). Nhờ thuyết tương đối hẹp, các tia gamma và neutrino năng lượng cao được chiếu mạnh về phía Trái Đất, mặc dù luồng plasma này trông có vẻ di chuyển chậm từ góc nhìn của chúng ta. Nguồn: YY Kovalev và cộng sự.

"عين سورون" - صورة مذهلة للبلازما في النجم البلازار PKS 1424+240، مُلتقطة من الأمام. يُحيط بالبلازما مجال مغناطيسي حلقي شبه مثالي (الصورة البرتقالية). بفضل النسبية الخاصة، تتجه أشعة غاما عالية الطاقة والنيوترينوات بقوة نحو الأرض، على الرغم من أن البلازما تبدو بطيئة الحركة من منظورنا. حقوق الصورة: YY Kovalev et al.

وهذا يوفر فرصة نادرة للغاية: حيث يمكن للعلماء "النظر مباشرة إلى قلب البلازار"، ومراقبة بنية المجال المغناطيسي في القلب بشكل مباشر حيث تتشكل تدفقات البلازما وتتسارع.

الجواب على لغز كوني

ساعدت إشارات الراديو المستقطبة الفريق على رسم خريطة المجال المغناطيسي، كاشفةً عن البنية الحلزونية التي تلعب دورًا رئيسيًا في بدء البلازما والحفاظ عليها. سمح هذا للعلماء، ولأول مرة، بالتأكد من أن النوى المجرية العاملة مع الثقوب السوداء الهائلة لا تُسرّع الإلكترونات فحسب، بل تُسرّع أيضًا البروتونات - مصدر النيوترينوات عالية الطاقة التي كانت مثيرة للجدل سابقًا.

وأكد كوفاليف أن "حل هذا اللغز يؤكد أن النوى المجرية النشطة هي أقوى المسرعات الكونية، القادرة على إنتاج كل من الإلكترونات والبروتونات بطاقات تفوق بكثير قدرات المسرعات التي من صنع الإنسان على الأرض".

يُمثل هذا الاكتشاف أيضًا انتصارًا كبيرًا لبرنامج موهافي، وهو جهدٌ استمر لعقودٍ لتتبع النفثات من الثقوب السوداء باستخدام تلسكوبات فلكية طويلة المدى (VLBA). وباستخدام تقنية تُسمى قياس التداخل الأساسي الطويل جدًا (VLBI)، التي تربط التلسكوبات الراديوية حول العالم لإنشاء "تلسكوب افتراضي" بحجم الأرض، حقق الفريق دقة فلكية غير مسبوقة.

قال البروفيسور أنطون زينسوس، مدير معهد ماكس بلانك لأبحاث الفيزياء الفلكية (MPIfR) والمؤسس المشارك لـ MOJAVE: "عندما بدأ المشروع، بدا إثبات وجود صلة مباشرة بين نفثات الثقوب السوداء البعيدة والنيوترينوات الكونية ضربًا من الخيال العلمي. أما الآن، وبفضل هذه الملاحظات، فقد أصبح حقيقة واقعة".

يعزز هذا الاكتشاف الارتباط بين المجالات المغناطيسية الحلزونية، والنفاثات النسبية، والنيوترينوات عالية الطاقة، وأشعة جاما، ويمثل علامة فارقة في علم الفلك متعدد الرسل - حيث يتم الجمع بين أنواع مختلفة من الإشارات الكونية (الضوء، والنيوترينوات، والموجات الثقالية) لفك شفرة الظواهر الأكثر تطرفًا في الكون.

المصدر: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/chup-duoc-hinh-anh-con-mat-cua-sauron-chieu-thang-ve-trai-dat/20250821040221998