ثقب أسود هائل يطلق شعاعًا عالي الطاقة مباشرة على الأرض

[إعلان 1]

تمكنت مهمة تابعة لوكالة ناسا من رصد ثقب أسود فائق الكتلة يوجه شعاعًا عالي الطاقة نحو الأرض من مسافة 400 مليون سنة ضوئية.

يحاكي جهاز Markarian 421 شعاعًا عالي الطاقة. الصورة: ناسا/بابلو جارسيا — يحاكي جهاز Markarian 421 شعاعًا عالي الطاقة. الصورة: *ناسا/بابلو جارسيا*

تحيط قرص دوار من المواد يسمى قرص التراكم بالثقوب السوداء الهائلة النشطة، والذي يوفر لها "الغذاء" بمرور الوقت. ثم تنتقل بعض المادة التي لا تستطيع ابتلاعها إلى القطبين، ثم يتم قذفها بسرعة تقترب من سرعة الضوء. تنتج هذه العملية إشعاعات كهرومغناطيسية شديدة السطوع وعالية الطاقة. وفي بعض الحالات، كما هو الحال في أحدث اكتشافات وكالة ناسا، تتجه الأشعة مباشرة نحو الأرض في حدث يسمى "البلازار"، حسبما أفاد موقع "لايف ساينس" في 30 يوليو/تموز.

يقع النجم البلازار، المسمى ماركاريان 421، في كوكبة الدب الأكبر، وقد تم رصده بواسطة مهمة مستكشف الاستقطاب بالأشعة السينية التصويرية (IXPE) التابعة لوكالة ناسا، والتي تم إطلاقها في ديسمبر 2021. يبحث IXPE في سمة من سمات المجالات المغناطيسية تسمى القطبية، والتي تشير إلى اتجاه المجال المغناطيسي. يظهر استقطاب النفاثة من ماركاريان 421 أن جزءًا من النفاثة، حيث تتسارع الجسيمات، يحتوي أيضًا على مجال مغناطيسي ذو بنية ملتوية.

تمتد أشعة البلازار عبر الفضاء لملايين السنين الضوئية، لكن الآلية التي تنتجها غير مفهومة جيدًا. ومع ذلك، فإن الاكتشاف الجديد المحيط بشعاع ماركاريان 421 قد يساعد في إلقاء الضوء على هذه الظاهرة الكونية، كما قالت لورا دي جيسو، عالمة الفيزياء الفلكية في وكالة الفضاء الإيطالية وقائدة فريق البحث.

السبب الرئيسي لكون نفاثات الثقوب السوداء النشطة فائقة الكتلة شديدة السطوع هو أن الجسيمات تقترب من سرعة الضوء، وتنبعث منها طاقة هائلة وتتصرف وفقًا لنظرية النسبية الخاصة لأينشتاين. كما تم تعزيز سطوع أشعة البليزر لأن توجيهها نحو الأرض يعمل على تضخيم الطول الموجي للضوء، مما يؤدي إلى زيادة كل من التردد والطاقة. ومن خلال هذين التأثيرين، يمكن أن تكون النجوم المتوهجة الناتجة أكثر سطوعًا من كل الضوء الصادر من كل النجوم في المجرة مجتمعة. الآن، يستخدم IXPE هذا الضوء لرسم خريطة للآلية الفيزيائية في مركز شعاع Markarian 421 وتحديد مصدر الشعاع المتوهج.

يُظهر تحليل بيانات IXPE أن استقطاب الشعاع ينخفض إلى 0% في الملاحظة الأولى والثانية. ووجد الفريق أن المجال المغناطيسي الدوار يشبه المفتاح اللولبي. لا يؤثر قياس الإشعاع الكهرومغناطيسي على شكل ضوء بصري وأشعة تحت الحمراء وراديوي على استقرار وبنية الشعاع. وهذا يعني أن موجة الصدمة تنتشر على طول المجال المغناطيسي الملتوي من ماركاريان 421. ويقدم الاكتشاف الجديد الدليل الأكثر وضوحا حتى الآن على أن المجال المغناطيسي الملتوي يساهم في موجة الصدمة التي تعمل على تسريع الجسيمات في الشعاع.

ويخطط الفريق لمواصلة استكشاف ماركاريان 421 بالإضافة إلى تحديد النجوم المتوهجة الأخرى ذات الخصائص المماثلة لفهم الآلية وراء الظاهرة.

آن كانج (وفقًا لموقع لايف ساينس )

[إعلان 2]
رابط المصدر