The Mystery of Particle Acceleration Near Black Holes: New Insights from IXPE

اللغز حول تسريع الجسيمات بالقرب من الثقوب السوداء: ملاحظات جديدة من مستكشف القدرة البصرية على الأشعة السينية (IXPE)

قد طالما عُرِفت الثقوب السوداء بقدرتها على ابتلاع كميات هائلة من المادة وتوليد تيارات قوية من الجسيمات. وبينما يفهم العلماء أن هذه التيارات قادرة على تسريع الجسيمات، إلا أن الآليات الدقيقة وراء هذه العملية لا تزال غامضة. ومع ذلك، فإن الاكتشافات الأخيرة من مركبة NASA لاستكشاف قدرة الأشعة السينية بالقطب المقصور (IXPE) توفر دلائل جديدة حول كيفية تسريع الجسيمات في البيئة المحيطة بالثقوب السوداء الشديدة.

استخدم الباحثون بيانات IXPE لدراسة الميكروكوازار المعروف باسم SS 433 والذي يقع في مركز بقايا الانفجار العظيم W50. وقد لوحظ أن جتاح SS 433، الذي أكسبه اسم “سديم الماموت”، يتحرك بسرعات تتجاوز 48,000 ميل في الثانية، أي حوالي 26٪ من سرعة الضوء. تهدف مهمة IXPE إلى قياس استقطاب الأشعة السينية، وهو خاصية للضوء السيني يكشف عن معلومات حول تنظيم الأمواج الكهرومغناطيسية. من خلال دراسة استقطاب الأشعة السينية، يمكن للعلماء الحصول على نظرة عميقة في العمليات الفيزيائية التي تحدث بالقرب من الثقوب السوداء وكيفية تسريع الجسيمات في هذه المناطق.

كشفت بيانات IXPE عن اكتشاف غير متوقع: الحقل المغناطيسي بالقرب من منطقة تسريع جتاحات SS 433 منسّق في نفس اتجاه الجتاحات نفسها. هذا يشير إلى أن الحقول المغناطيسية داخل الجتاحات قد تكون “محبسة” وتمدد عند التصادم مع مادة بين النجوم، وذلك يؤثر مباشرة على توجيهها في منطقة تسريع الجسيمات. كانت النظريات السابقة قد اقترحت أن التفاعل بين الجتاحات والوسط بين النجوم سيؤدي إلى تشوه في الحقول المغناطيسية، ولكن الاكتشافات الجديدة تتحدى هذا الافتراض.

تسلِّط هذه الاكتشافات الضوء على العمليات المعقدة التي تدفع عملية تسريع الجسيمات بالقرب من الثقوب السوداء. من خلال فهم كيفية دور الحقول المغناطيسية في هذا التسريع، يمكن للعلماء أن يكتشفوا المزيد من أسرار خلاطات الجسيمات الأكثر قوة في الكون. إن الإضاءة التي تأتي من مهمة IXPE تمثل خطوة هامة في فهم الجتاحات الفلكية وقدرتها على توليد جسيمات عالية الطاقة. ومع استمرار البحث وتحليل البيانات الجديدة، يمكننا توقع المزيد من الاكتشافات المثيرة حول البيئات الشديدة المحيطة بالثقوب السوداء.

الأسئلة المتكررة:

1. ما الدلائل التي قدمتها مركبة IXPE التابعة لناسا حديثًا؟
– قدمت الدلائل الحديثة من مركبة IXPE التابعة لناسا توجهات حول كيفية حدوث تسريع الجسيمات في البيئة المحيطة بالثقوب السوداء.

2. ما هو ميكروكوازار؟
– ميكروكوازار هو نوع من الكائنات الفلكية تشبه النسخة الصغيرة من كوازار، وينبعث منها جتاحات قوية من الجسيمات.

3. ما هو SS 433؟
– SS 433 هو ميكروكوازار يقع في مركز بقايا الانفجار العظيم W50.

4. ما هو اللقب المعروف لـ SS 433؟
– يُعرف SS 433 بلقب “سديم الماموت” بسبب رصد جتاحاته بسرعات تتجاوز 48,000 ميل في الثانية.

5. ما هو استقطاب الأشعة السينية؟
– استقطاب الأشعة السينية هو خاصية للضوء السيني يكشف عن معلومات حول تنظيم الأمواج الكهرومغناطيسية.

6. كيف يساعد دراسة استقطاب الأشعة السينية العلماء على فهم تسريع الجسيمات بالقرب من الثقوب السوداء؟
– من خلال دراسة استقطاب الأشعة السينية، يمكن للعلماء الحصول على نظرة عميقة في العمليات الفيزيائية التي تحدث بالقرب من الثقوب السوداء وكيفية تسريع الجسيمات في هذه المناطق.

7. ما هو الاكتشاف غير المتوقع من بيانات IXPE فيما يتعلق بجتاحات SS 433؟
– كشفت بيانات IXPE أن الحقل المغناطيسي بالقرب من منطقة تسريع جتاحات SS 433 منسّق في نفس اتجاه الجتاحات نفسها.

8. كيف يؤثر هذا الاكتشاف على نظريات سابقة حول التفاعل بين جتاحات SS 433 ووسط بين النجوم؟
– يتحدى هذا الاكتشاف النظريات السابقة التي اقترحت أن التفاعل بين جتاحات SS 433 ووسط بين النجوم سيؤدي إلى تشوه في الحقول المغناطيسية. بدلاً من ذلك، يشير إلى أن الحقول المغناطيسية داخل الجتاحات قد تكون “محبسة” وتمدد عند التصادم مع مادة بين النجوم.

9. كيف تُلقِن هذه الاكتشافات الضوء على تسريع الجسيمات بالقرب من الثقوب السوداء؟
– توفر هذه الاكتشافات نظرة عميقة في دور الحقول المغناطيسية في تسريع الجسيمات بالقرب من الثقوب السوداء.

10. ما أهمية الأفكار المكتسبة من مهمة IXPE؟
– تعد الأفكار المكتسبة من مهمة IXPE خطوة مهمة لفهم الجتاحات الفلكية وقدرتها على توليد جسيمات عالية الطاقة.

تعريفات:

– الثقوب السوداء: مناطق كثافة شديدة في الفضاء تتمتع بقوى جذب قوية جدًا بحيث لا يمكن لأي شيء، حتى الضوء، الهروب منها.
– ميكروكوازار: نوع من الكائنات الفلكية التي تشبه نسخة صغيرة من الكوازار وتنبثق منها جتاحات قوية من الجسيمات.
– استقطاب الأشعة السينية: خاصية للضوء السيني يكشف عن معلومات حول تنظيم الأمواج الكهرومغناطيسية.
– بقايا انفجار عظيم: المادة المتبقية من انفجار عظيم.
– الحقل المغناطيسي: منطقة في الفضاء يتواجد فيها القوى المغناطيسية، وعادة ما تُمثل بخطوط قوة.
– مادة بين النجوم: المادة الموجودة بين النجوم في المجرة.

روابط ذات صلة:
– ناسا
– مرصد شاندرا للأشعة السينية
– تلسكوب هابل الفضائي