كتب – رامز يوسف:
أجرى علماء فيزياء فلكية في جامعة ولاية ميشيجان، دراسة جديدة ربما تقربنا من حل لغزٍ علمي محير لأكثر من قرن: من أين تأتي الأشعة الكونية؟
الأشعة الكونية هي جسيمات عالية الطاقة تنتقل بسرعة الضوء تقريبًا. تنشأ من مواقع داخل مجرة درب التبانة وخارجها، إلا أن مصادرها الدقيقة ظلت مجهولة منذ اكتشافها عام 1912.
قادت شو تشانج، الأستاذة المساعدة في الفيزياء والفلك في جامعة ولاية ميشيجان، وفريقها البحثي دراستين حديثتين تُقدّمان رؤى جديدة حول أماكن تشكّل هذه الجسيمات. وعُرضت النتائج في الاجتماع 246 للجمعية الفلكية الأمريكية في ألاسكا.
يُعتقد أن هذه الجسيمات عالية الطاقة تأتي من بعض أكثر بيئات الكون تطرفًا، بما في ذلك الثقوب السوداء، وبقايا المستعرات العظمى، والمناطق التي تولد فيها النجوم. تُولّد هذه الظواهر الفيزيائية الفلكية أيضًا النيوترينوات، وهي جسيمات صغيرة، تكاد تكون عديمة الكتلة، موجودة في جميع أنحاء الكون وحتى هنا على الأرض.
قالت تشانج: “الأشعة الكونية ذات صلة بالحياة على الأرض أكثر بكثير مما نظن. يمر حوالي 100 تريليون نيوترينو كوني من مصادر بعيدة جدًا، مثل الثقوب السوداء، عبر جسمك كل ثانية. ألا تريد أن تعرف من أين أتت؟”
تتمتع مصادر الأشعة الكونية بقوة هائلة، لدرجة أنها قادرة على تسريع البروتونات والإلكترونات إلى مستويات طاقة تتجاوز بكثير ما هو ممكن حتى مع أكثر مسرعات الجسيمات التي صنعها الإنسان تطورًا. تُركز مجموعة تشانج على هذه المُسرِّعات الكونية الطبيعية، المعروفة باسم “بي فاترون”، لفهم أماكن وجودها، وطبيعة مكوناتها، وكيف تدفع الجسيمات إلى هذه الطاقات الهائلة وعلاقتها بالمادة المظلمة.
في الورقة الأولى، بحث ستيفن ديكيربي، عضو الفريق، في مرشح غامض لـ”بي فاترون” اكتشفه مرصد الرذاذ الهوائي الكبير عالي الارتفاع (LHAASO)، لكن طبيعة المصدر لا تزال مجهولة. باستخدام بيانات الأشعة السينية من تلسكوب XMM-Newton الفضائي، اكتشف ديكيربي سديم رياح نجم نابض – فقاعة متوسعة ذات إلكترونات نسبية ومواقع ناتجة عن حقن طاقة من نجم نابض. أثبت هذا الاكتشاف أن بي فاترون مصدرٌ للأشعة الكونية من نوع سديم رياح النجم النابض، وهو واحد من الحالات القليلة التي تمكن فيها العلماء من تحديد طبيعة بي فاترون.
في البحث الثاني، استخدم الباحثون إيلا وير، وأميري ووكر، وشان كريم، تلسكوب سويفت للأشعة السينية التابع لناسا لرصد انبعاثات الأشعة السينية من مصادر الأشعة الكونية LHAASO التي لم تُستكشف إلا قليلاً. وحسب الفريق الحدود العليا لانبعاثات الأشعة السينية، ويمكن أن يكون عملهم بمثابة دليل للدراسات المستقبلية.
قالت تشانج: “من خلال تحديد وتصنيف مصادر الأشعة الكونية، نأمل أن يوفر جهدنا فهرسًا شاملاً لمصادر الأشعة الكونية مع تصنيف دقيق.. يمكن أن يكون ذلك بمثابة إرث لمراصد النيوترينو المستقبلية والتلسكوبات التقليدية لإجراء دراسات أكثر تعمقًا في آليات تسريع الجسيمات”.
يخطط فريق تشانج لإجراء دراسة أخرى حول مصادر الأشعة الكونية من خلال دمج البيانات التي يجمعها من مرصد آيس كيوب للنيوترينوات مع تلك التي تجمعها تلسكوبات الأشعة السينية وأشعة جاما. يهدف الفريق إلى استكشاف سبب انبعاث النيوترينوات من بعض مصادر الأشعة الكونية دون غيرها، بالإضافة إلى معرفة مكان وكيفية إنتاجها.
المصدر: scitechdaily
اقرأ أيضا:
