يقول علماء الفلك إن أشعة جاما الغامضة يمكن أن تنشأ من الثقوب السوداء النائمة

يمثل الضوء والجسيمات الأكثر نشاطًا في الكون لغزًا دائمًا: لا نعرف من أين أتوا.

بالتأكيد ، يمكننا تتبع بعض ؛ ولكن هناك المزيد من إشعاع غاما والنيوترينوات المتدفقة عبر الكون أكثر مما يمكننا تفسيره. أكثر بكثير. وقد وجد علماء الفلك للتو تفسيرًا لبعضها: ثقوب سوداء نائمة تقريبًا.

هذا ، كما يقولون ، يمكن أن يفسر الزيادة في أشعة جاما “ اللينة ” في الكون دون الاعتماد على الإلكترونات الباردة (غير الحرارية) – والذي كان دائمًا تفسيرًا إشكاليًا ، لأن الإلكترونات تصبح حرارية على نطاقات زمنية يُعتقد أنها أقصر من أن تولد عالية- جزيئات الطاقة.

أشعة جاما والنيوترينوات ليست نادرة تمامًا. إشعاع جاما هو أكثر أشكال الضوء نشاطًا في الكون ، وقد تم اكتشافه عند طاقات عالية للغاية – نطاق تيرا إلكترون فولت.

النيوترينوات ، أو جسيمات الأشباح ، هي جسيمات عديمة الكتلة تقريبًا تتدفق عبر الكون ، بالكاد تتفاعل مع أي شيء على الإطلاق. هؤلاء ، أيضًا ، اكتشفناهم عند طاقات عالية.

من أجل الحصول على هذه الطاقات ، تتطلب الفوتونات والجسيمات الموجودة بداخلها وجود معجل كوني. يجب أن تكون هذه الأجسام عالية الطاقة ، مثل بقايا المستعر الأعظم ، أو ثقب أسود يلتهم المواد بشكل نشط.

ولكن حتى بمجرد أن نحسب هذه المصادر عالية الطاقة ، لا يزال لدينا فائض من أشعة جاما في الطاقات “اللينة” المنخفضة ، بالإضافة إلى فائض النيوترينو ، وهو أمر يصعب تفسيره.

وفقًا لفريق من الباحثين بقيادة عالم الفلك شيجيو كيمورا من جامعة توهوكو في اليابان ، قد يأتي الفائض من مصدر غير متوقع: الثقوب السوداء الهائلة التي تكون نائمة تقريبًا ، ولكن ليس تمامًا ، ولكنها ليست نشطة تمامًا.

عندما ينشط ثقب أسود فائق الكتلة ، فإنه يحيط به قرص هائل من الغبار والغاز يسحب ببطء إلى الثقب الأسود. تعمل القوى الهائلة في الفضاء حول الثقب الأسود على تسخين المادة الموجودة في القرص بحيث تشتعل عبر مجموعة من الأطوال الموجية الكهرومغناطيسية ، بما في ذلك إشعاع جاما.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم سحب بعض المواد حول الجزء الخارجي من الثقب الأسود على طول خطوط المجال المغناطيسي الخاصة به ، والتي تعمل كمُسرّع باتجاه القطبين ، حيث يتم إطلاقها في الفضاء بنسبة كبيرة من سرعة الضوء.

يُعتقد أن كل مجرة ​​بها ثقب أسود هائل في وسطها ، لكن ليست جميعها نشطة. الثقب الأسود الهائل لمجرتنا ، على سبيل المثال ، غائم جدًا.

وفقًا لما ذكره كيمورا وفريقه ، فإن فائض أشعة جاما في نطاق الطاقة المنخفض – ميغا إلكترون فولت بدلاً من جيجا أو تيرا إلكترون فولت – يمكن إنتاجه عن طريق الثقوب السوداء الهائلة التي تتراكم عند مستوى منخفض بحيث تكون باهتة للغاية بالنسبة لتلسكوباتنا هنا على الارض.

أجرى الفريق حسابات واكتشف كيف ستعمل. على الرغم من وجود عدد أقل من المواد التي تدور حول هذه الثقوب السوداء غير النشطة ، إلا أنه لا يزال هناك بعض المواد ، ولا يزال يتم تسخينها.

في الواقع ، يمكن أن تصل هذه البلازما الساخنة إلى مليارات الدرجات المئوية – ساخنة بدرجة كافية لتوليد إشعاع غاما في نطاق ميغا إلكترون فولت ، أو ما نسميه أشعة جاما “اللينة”.

داخل هذه البلازما ، يمكن تسريع البروتونات إلى سرعات عالية. عندما تتفاعل هذه البروتونات عالية الطاقة مع الإشعاع والمادة ، فإنها يمكن أن تولد النيوترينوات – وبالتالي تفسر أيضًا زيادة النيوترينو. وهناك ما يكفي من هذه الثقوب السوداء الهائلة الهادئة في الكون لتفسير نسبة كبيرة على الأقل من هذه الإشارات الزائدة.

حتى الآن ، إنها مجرد فرضية ، لكن الرياضيات تتحقق. مسلحين بهذه المعلومات ، يجب أن يكون لدى علماء الفلك فكرة أفضل عما يجب البحث عنه في الملاحظات المستقبلية – وسيكون لغز أشعة جاما التي لا يمكن تفسيرها أقرب إلى الحل.

تم نشر البحث في اتصالات الطبيعة.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *