كتب – باسل يوسف:
في مكان ما من مجرتنا، توجد أجسام قادرة على دفع شظايا ذرية إلى سرعات تُقارب سرعة الضوء.
يبدو أن الموت الانفجاري للنجوم مكانٌ طبيعي للبحث عن مصادر هذه الرصاصات الكونية عالية الطاقة، ولكن عندما يتعلق الأمر بأقوى الجسيمات، تساور الباحثين شكوكهم.
قد تُنقذ عمليات المحاكاة العددية التي أجراها فريق دولي صغير من الفيزيائيين، نظرية المستعر الأعظم لانبعاثات الأشعة الكونية في أعلى مستويات الطاقات، ما يُشير إلى وجود فترة وجيزة يُمكن فيها لنجم مُنهار أن يُصبح المُسرِّع الأكثر تطرفًا في الكون.
لأكثر من قرن، مسح العلماء السماء بحثًا عن ظواهر قد تكون مسؤولة عن زخات النوى الذرية المُستمرة نسبيًا، والإلكترونات العرضية التي تُمطر كوكبنا.
على بُعد بضعة آلاف من السنين الضوئية فقط، في مجرتنا، دُرست المستعرة العظمى التاريخية المعروفة باسم نجم تايكو بحثًا عن دلائل فيزيائية قادرة على تسريع الجسيمات المشحونة.
في عام ١٥٧٢، اندهش علماء الفلك من سطوع النجم المفاجئ، والذي يُعتقد الآن أنه الصرخة الأخيرة لقزم أبيض أنهى حياته في كارثة نووية حرارية. عندما انهار قلبه تحت وطأة ثقله، اصطدمت موجة الحرارة والإشعاع بطبقة الغازات المحيطة، مولدةً مجالات مغناطيسية هائلة.
في عام ٢٠٢٣، نشر باحثون تحليلهم لتلك المجالات، ووجدوا أن قدرتها على توليد الأشعة الكونية كانت “أصغر بكثير” ما توقعته النماذج الحالية.
مع أن هذا لا يستبعد إمكانية أن تكون النجوم المنهارة مُسرّعات جسيمات محتملة، إلا أنه يثير تساؤلات حول مقدار الطاقة التي يُمكن أن تُوفرها.
بين الحين والآخر، تصطدم الأرض بوحوش حقيقية – جسيمات أقوى بألف مرة من أي شيء استطاعت تقنيتنا إنتاجه. هذه الطاقات بيتا-إلكترون فولت (PeV) هي من صنع محركات كونية افتراضية تُسمى PeVatrons.
وفقًا لعلماء الفيزياء الفلكية روبرت بروس من جامعة بوتسدام في ألمانيا، ويوري سوش من المركز الإسباني لأبحاث الطاقة والبيئة والتكنولوجيا، وجوناثان ماكي من معهد دبلن للدراسات المتقدمة، قد تكون النجوم المحتضرة هي PeVatrons الغامضة التي يبحث عنها العلماء.
لكي ينجح هذا، يحتاج النجم المحتضر أولًا إلى إخراج ما يكفي من المادة لتشكيل غلاف كثيف حوله. ثم، في لحظة انفجار المستعر الأعظم، تصطدم موجة الصدمة سريعة التمدد بهذه البيئة الكثيفة، مولدةً الاضطراب المغناطيسي اللازم لدفع النوى والإلكترونات نحو مستويات تسارع تُقدر بـ PeV.
يزعمون أن العامل الحاسم هو التوقيت – فخلال العقد الأول أو الثاني فقط، يصبح الغلاف المحيط كثيفًا بما يكفي لتوفير مقدار الاضطراب اللازم للجسيمات للوصول إلى أعلى طاقاتها.
وكتب الفريق: “من الممكن أن بقايا المستعر الأعظم حديثة النشأة فقط، والتي تتطور في بيئات كثيفة، قد تُلبي الشروط اللازمة لتسريع الجسيمات إلى طاقات PeV”.
لو أن نجم تايكو حبس أنفاسه لبضعة قرون أخرى، لكان علماء الفيزياء الفلكية قد سجلوا وابلًا من الأشعة الكونية بأعلى مقاديرها.
ربما في المستقبل القريب، قد تُتيح لنا النهاية العنيفة لنجم قريب آخر الفرصة التي يحتاجونها لحل لغز PeVatrons المُحير نهائيًا.
تم قبول هذا البحث للنشر في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.
المصدر: Science Alert
اقرأ أيضا:
