قد يفسر الجسيم الغامض إطلاق الأشعة السينية المتطرفة من النجوم السبعة الرائعة

بالعربي/ يمكن أن تكون الجسيمات التي لم يسبق لها مثيل والتي تسمى الأكسيونات وراء الأشعة السينية الغامضة.

على بعد أكثر من 400 سنة ضوئية من الأرض ، هناك مجموعة من النجوم النيوترونية الشابة حارة جدًا بالنسبة لأعمارها. تبعث هذه النجوم ، المعروفة باسم “النجوم السبعة الرائعة” ، دفقًا من الأشعة السينية فائقة الطاقة التي لم يتمكن العلماء من تفسيرها. 

الآن ، اقترح العلماء سببًا محتملاً: الأكسيونات ، وهي جسيمات نظرية تتحول إلى جزيئات ضوئية عندما تكون في وجود مجال مغناطيسي . 

في دراسة جديدة نُشرت في 12 يناير في مجلة Physical Review Letters ، استخدم عالم الفيزياء في المختبر الوطني لورانس بيركلي بنجامين سافدي وزملاؤه أجهزة الكمبيوتر العملاقة لنمذجة فكرة أن الأكسيونات المنتجة داخل النجوم يمكن أن تتحول إلى أشعة سينية في المجالات المغناطيسية خارج النجوم . لم تتم ملاحظة الأكسيونات بشكل مباشر مطلقًا ، ولكن تم افتراض وجودها لأول مرة في السبعينيات. قال صفدي إنه من السابق لأوانه التأكد مما إذا كانت الأكسيونات موجودة أم أنها الجاني الحقيقي للأشعة السينية الغريبة ، لكن الباحثين يأملون أن تشير النمذجة الحاسوبية الجديدة إلى شيء خارج النموذج القياسي للفيزياء ، والذي يصف دون الذري المعروف. حبيبات. 

وقال الصفدي في بيان: “نحن على ثقة تامة من وجود هذا [الأشعة السينية] الزائدة ، ونحن واثقون جدًا من وجود شيء جديد بين هذا الفائض” . “إذا كنا متأكدين بنسبة 100٪ أن ما نراه هو جسيم جديد ، فسيكون ذلك ضخمًا. سيكون ذلك ثوريًا في الفيزياء.”

أشعة سينية غامضة 

نظرًا لعمرها ونوعها ، يجب أن تصدر Magnificent Seven أشعة سينية منخفضة الطاقة وضوء فوق بنفسجي . لكن علماء الفلك لاحظوا شيئًا لا يمكنهم تفسيره: أشعة سينية عالية الطاقة تنطلق من النجوم. النجوم النيوترونية هي بقايا النجوم العملاقة التي استنفدت وقودها وانهارت ؛ يُطلق نوع واحد من النجوم النيوترونية ، يسمى النجم النابض ، انبعاثات عبر الطيف الكهرومغناطيسي ، بما في ذلك الأشعة السينية عالية الطاقة. لكن The Magnificent Seven ليسوا نجومًا نابضًا. 

بحث العلماء أيضًا خلف العنقود النجمي النيوتروني عن أجسام أخرى يمكن أن تنبعث منها الأشعة السينية الغامضة ، لكن لا تلسكوب XMM-Newton التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ولا تلسكوب Chandra X-ray التابع لناسا قد اكتشفوا أي شيء يمكن أن يكون الجاني. 

كما تم اقتراح الأكسيونات كحل للغموض. لكن هل يمكن حقًا إنتاج الأكسيونات داخل نجم نيوتروني؟ لمعرفة ذلك ، لجأ صفدي وزملاؤه إلى أجهزة الكمبيوتر العملاقة في جامعة ميشيغان ومختبر لورانس بيركلي الوطني. 

قال الصفدي “هناك الكثير من معالجة البيانات وتحليل البيانات التي دخلت في هذا”. “عليك أن تصمم الجزء الداخلي لنجم نيوتروني من أجل التنبؤ بعدد المحاور التي يجب إنتاجها داخل ذلك النجم.” 

محاور مراوغة

المحاور ، إذا كان موجودًا ، هو جسيم أولي ذو كتلة منخفضة جدًا. قد تكون الأكسيونات أحد مكونات المادة المظلمة ، وهي المواد غير المرصودة التي يبدو أنها تشكل أكثر من ربع كتلة الكون ، بناءً على آثارها الجاذبية. 

وجد سافدي وفريقه أن الأكسيونات قد تعمل إلى حد كبير مثل النيوترينوات ، وهي جسيمات دون ذرية خفيفة للغاية ثبت وجودها. يتم إنتاج النيوترينوات داخل النجوم النيوترونية عندما تصطدم النيوترونات ببعضها البعض ؛ يمكن إنتاج الأكسيونات بنفس الطريقة. 

نظرًا لكتلتها المنخفضة وتفاعلاتها الضعيفة مع المواد الأخرى ، يمكن للمحاور أن تهرب بسهولة من قلب النجوم النيوترونية وتنتقل إلى الفضاء. تحيط الحقول المغناطيسية القوية للغاية بالنجوم النيوترونية. في وجود هذه الحقول ، ستتحول المحاور إلى فوتونات أو جسيمات ضوئية. السفر بأطوال موجية أقصر من الضوء المرئي ، سوف تسجل جسيمات الضوء هذه كأشعة سينية عالية الطاقة على الأجهزة الفلكية. محتوى ذو صلة

“نحن لا ندعي أننا توصلنا إلى اكتشاف الأكسيون حتى الآن ، لكننا نقول إن فوتونات الأشعة السينية الإضافية يمكن تفسيرها بواسطة الأكسيونات” ، كما قال ريموند كو ، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة مينيسوتا والذي تعاون على الدراسة ، قال في البيان. “إنه اكتشاف مثير للزيادة في فوتونات الأشعة السينية ، وهو احتمال مثير يتوافق بالفعل مع تفسيرنا للأكسيونات.”

قال صفدي إن الخطوة التالية هي البحث عن الأكسيونات في الأقزام البيضاء ، وهي مجموعة أخرى من النجوم التي لا ينبغي أن تصدر أشعة سينية. 

وقال: “يبدأ هذا في أن يكون مقنعًا جدًا أن هذا شيء يتجاوز النموذج القياسي إذا رأينا فائضًا في الأشعة السينية هناك أيضًا”.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com