بلازارز: ممکن است بالاخره بدانیم که چگونه برخی از سیاهچاله های کلان جرم به عنوان شتاب دهنده ذرات کیهانی عمل می کنند


سیاهچاله های بسیار پرجرم که فواره های قدرتمند ماده را به سمت زمین پرتاب می کنند، معروف به بلازار، ذرات را به سمت انرژی های فوق العاده بالا شتاب می دهند – و ستاره شناسان بالاخره فهمیدند که چگونه

فضا


23 نوامبر 2022

تصویر F6ND3J هنرمند از سیاهچاله ای در فضای بین ستاره ای که گاز و غبار را جذب می کند و شروع به گرم شدن می کند.  انفجار پرتو گاما در خارج می شود

تصویری هنرمند از سیاهچاله ای که فواره های ماده را به بیرون پرتاب می کند

Stocktrek Images, Inc. / Alamy Stock Photo

ستاره شناسان ممکن است یک معمای بزرگ در مورد سیاهچاله های کلان پرجرم در مرکز برخی کهکشان ها را حل کرده باشند. زیرمجموعه‌ای از این سیاه‌چاله‌ها به نام بلازار، فواره‌های عظیمی از ماده را به سمت زمین پرتاب می‌کنند، و اکنون می‌توانیم دریابیم که چگونه ذرات این فواره‌ها به چنین انرژی‌های بالایی می‌رسند.

محققان ده‌ها سال است که درباره این جت‌ها می‌دانند، اما ما هرگز نتوانسته‌ایم هسته یک بلزار را بررسی کنیم تا ببینیم چگونه ذرات را شتاب می‌دهد. یک تلسکوپ فضایی پرتو ایکس جدید به نام Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) برای اولین بار این امکان را فراهم کرده است. یانیس لیوداکیس در دانشگاه تورکو در فنلاند و همکارانش از آن برای نگاه کردن به یک blazar خاص به نام Markarian 501 استفاده کردند.

وقتی به نور نوری و امواج رادیویی نگاه می کنیم، به خود جت نگاه می کنیم، دور از جایی که شتاب در حال وقوع است. لیوداکیس توضیح می‌دهد که مدل‌های نظری همگی اساساً مشابه هستند. اما با اشعه ایکس، می‌توانید به شتاب‌دهنده بسیار نزدیک شوید، جایی که جادو اتفاق می‌افتد، و اینجاست که می‌توانیم بین الگوها تمایز قائل شویم.»

دو مدل اصلی برای توضیح چگونگی شتاب دادن ذرات توسط بلازارها وجود داشت: یا از طریق فعل و انفعالات در میدان مغناطیسی سیاهچاله یا از طریق امواج ضربه ای که از طریق جت ها منتشر می شوند. مشاهدات IXPE نشان می دهد که این امواج ضربه ای هستند. اینها احتمالاً در اثر تلاطم ساده در جت ایجاد می شوند، زمانی که پلاسمای متحرک سریعتر به مناطق کندتر برخورد می کند و بخشی از انرژی خود را از دست می دهد.

مشاهدات قبلی گره‌های عجیبی از مواد در حال حرکت در جت‌ها را نشان داده‌اند، و این مشاهدات جدید نشان می‌دهد که این گره‌ها می‌تواند ناشی از امواج ضربه‌ای باشد. لیوداکیس می گوید که مشاهدات دو بلازار دیگر رفتار مشابهی را نشان می دهد، بنابراین همین مکانیسم ممکن است شتاب ذرات را در همه بلازارها توضیح دهد.

این مهم است زیرا نواحی افراطی اطراف سیاهچاله‌ها می‌توانند روزی به عنوان آزمایشگاهی عمل کنند که از طریق آن می‌توانیم شرایط بسیار شدیدتر از آنچه دانشمندان بر روی زمین ایجاد می‌کنند مطالعه کنیم. این جت ها به تنهایی ذرات را به انرژی هایی بسیار فراتر از آنچه که هر برخورد دهنده ساخته دست بشر می تواند به دست آورد، شتاب می دهد.

لیوداکیس می‌گوید: «شما می‌توانید فیزیک ذرات بسیار شدید انجام دهید، می‌توانید آزمایش‌های گرانش بالا انجام دهید، همه این چیزهایی که درک ما از فیزیک را گسترش می‌دهند، اما قبل از آن باید دقیقاً بدانید که این اجرام چگونه کار می‌کنند». “اینها اولین گام ها برای رسیدن به آنجا هستند.”

مرجع مجله: طبیعت، DOI: 10.1038/s41586-022-05338-0

برای سفر در کهکشان و فراتر از هر جمعه، برای خبرنامه رایگان Launchpad ما ثبت نام کنید

درباره این موضوعات بیشتر بدانید:


منبع: https://www.newscientist.com/article/2348053-we-may-finally-know-how-blazars-act-as-cosmic-particle-accelerators/?utm_campaign=RSS%7CNSNS&utm_source=NSNS&utm_medium=RSS&utm_content=home

توسط احمد گل کار

احمد گل کار