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.

محاكاة ماركاريان 421 التي ينبعث منها شعاع عالي الطاقة. الصورة: ناسا/بابلو جارسيا — محاكاة ماركاريان 421 التي ينبعث منها شعاع عالي الطاقة. الصورة: *ناسا/بابلو جارسيا*

تُحاط الثقوب السوداء الهائلة النشطة بقرص دوار من المواد يُسمى قرص التراكم، والذي يُغذيها بمرور الوقت. ثم تُوجه بعض المواد التي لا تستطيع ابتلاعها إلى القطبين، حيث تُقذف بسرعة تُقارب سرعة الضوء. تُنتج هذه العملية إشعاعًا كهرومغناطيسيًا شديد السطوع وعالي الطاقة. في بعض الحالات، كما هو الحال في الحالة التي رصدتها ناسا مؤخرًا، يُوجه الشعاع مباشرةً نحو الأرض في ظاهرة تُسمى "البلازار"، وفقًا لما ذكرته لايف ساينس في 30 يوليو.

يقع البلازار، المسمى ماركاريان ٤٢١، في كوكبة الدب الأكبر، وقد رصدته مهمة مستكشف الاستقطاب بالأشعة السينية التصويرية (IXPE) التابعة لناسا، والتي أُطلقت في ديسمبر ٢٠٢١. يدرس IXPE خاصيةً من سمات المجالات المغناطيسية تُسمى الاستقطاب، والتي تُشير إلى اتجاه المجال المغناطيسي. يُظهر استقطاب النفث المنبعث من ماركاريان ٤٢١ أن الجزء من النفث الذي تتسارع فيه الجسيمات له أيضًا مجال مغناطيسي ذو بنية ملتوية.

تمتد البلازارات عبر الفضاء لملايين السنين الضوئية، إلا أن آليات تكوينها لا تزال غير مفهومة جيدًا. مع ذلك، قالت لورا دي جيسو، عالمة الفيزياء الفلكية في وكالة الفضاء الإيطالية والمؤلفة الرئيسية للدراسة، إن النتائج الجديدة المتعلقة بماركاريان 421 قد تُسهم في تسليط الضوء على هذه الظاهرة الكونية.

السبب الرئيسي وراء سطوع نفثات الثقب الأسود الهائل النشط هو أن الجسيمات تقترب من سرعة الضوء، مُصدرةً كميات هائلة من الطاقة، ومُتوافقةً مع نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين. كما تُعزز البلازارات من خلال تضخيم طول موجة الضوء عند توجيهها نحو الأرض، مما يزيد من ترددها وطاقتها. والنتيجة هي أن البلازارات يمكن أن تكون أكثر سطوعًا من إجمالي ضوء جميع نجوم المجرة مجتمعةً. يستخدم IXPE الآن هذا الضوء لرسم خريطة فيزيائية لمركز نفثات ماركاريان 421 وتحديد مصدر الشعاع المتوهج.

أظهر تحليل بيانات IXPE أن استقطاب الشعاع انخفض إلى الصفر في الرصدتين الأولى والثانية. ووجد الفريق أن المجال المغناطيسي يدور مثل لولب. ولم تؤثر قياسات الإشعاع الكهرومغناطيسي، سواءً كان ضوئيًا أو تحت الأحمر أو راديويًا، على استقرار الشعاع أو بنيته. وهذا يعني أن موجات الصدمة انتشرت على طول المجالات المغناطيسية الملتوية لماركاريان 421. وتقدم النتائج الجديدة أوضح دليل حتى الآن على أن المجالات المغناطيسية الملتوية تساهم في موجات الصدمة التي تُسرّع 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