يسافر جسيم الشبح 750 مليون سنة ضوئية ، وينتهي به الأمر مدفونًا تحت جليد القطب الجنوبي

بالعربي/ لماذا تأخرت كثيرا ، القليل من النيوترينو؟

لأول مرة على الإطلاق ، تلقى العلماء إشارات متأخرة بشكل غامض من اثنين من الثقوب السوداء الهائلة التي تتغذى على النجوم في جوارها. 

في الحالة الأولى ، التهم ثقب أسود يصل وزنه إلى 30 مليون شمس يقع في مجرة ​​على بعد 750 مليون سنة ضوئية نجمًا مر بالقرب من حافته. تم رصد الضوء من الحدث في أبريل 2019 ، ولكن بعد ستة أشهر ، التقط تلسكوب في القارة القطبية الجنوبية جسيمًا شبحيًا عالي الطاقة للغاية – نيوترينو – ظهر على ما يبدو خلال العيد. 

وتضمن الحادث الثاني وجود ثقب أسود فائق الكتلة تبلغ كتلته حوالي مليون مرة كتلة الشمس في مجرة ​​تبعد حوالي 700 مليون سنة ضوئية. تجسستها المراصد وهي تتناول الغداء على نجم في أغسطس 2015 ثم ساد الهدوء قبل ظهور موجة مفاجئة من موجات الراديو في فبراير 2016 ثم مرة أخرى ، بعد حوالي أربع سنوات ، في يوليو 2019. 

يتضمن كلا الحدثين ما يُعرف بحدث اضطراب المد والجزر (TDE) ، حيث يقوم الثقب الأسود الهائل بتمزيق النجم إلى أجزاء باستخدام جاذبيته الهائلة – وهي في الأساس نسخة متطرفة من كيفية قيام جاذبية القمر بإثارة المد والجزر على الأرض . لا تزال مثل هذه الأحداث الكونية غير مفهومة جيدًا ، ومن المفترض أن تساعد هاتان النتيجتان الجديدتان علماء الفلك بشكل كبير في تحرير أعمالهم الداخلية. 

قالت جين داي ، التي تدرس الفيزياء الفلكية عالية الطاقة في جامعة هونغ كونغ ، لـ Live Science: “في كل مرة نكتشف فيها TDE جديدًا ، يمكن أن يكون هناك دائمًا شيء مثير وغير متوقع مرتبط به”. وأضاف داي ، الذي لم يشارك في أي من الاكتشافين: “لذلك هناك الكثير من الفيزياء الجديدة التي يمكن القيام بها”.

يصنف الباحثون أحداث اضطراب المد والجزر على أنها ظواهر “عابرة” ، حيث أنها تشتعل عادة على مدار أيام قليلة ثم تخفت مرة أخرى. قال عساف هوريش ، عالم الفلك في الجامعة العبرية في القدس في إسرائيل والمؤلف المشارك في ورقتين حول الأحداث الجديدة ، لـ Live Science ، إن ما يولد الضوء بالضبط في مثل هذه الحالات لا يزال غير واضح تمامًا.

عندما يمزق الثقب الأسود فائق الكتلة وجبته النجمية ، يتحول النجم إلى “معكرونة” في تيار رفيع طويل. يلتف هذا السيل من المواد حول الثقب الأسود ويُعتقد أنه ينتج نفثًا من الطاقة أثناء دورانه مثل الماء الذي ينزل في البالوعة ، على الرغم من أن النماذج الأخرى تتنبأ بأن بعضًا من النجم السابق قد ينفجر إلى الخارج ويتفاعل مع الغاز والغبار المحيطين ، مما يؤدي إلى توليد قال حوريش الشعلة. 

بالنظر إلى البيئة القاسية المحيطة بالثقب الأسود ، يمكن أن تتسارع الجسيمات بشكل كبير في عمليات تشبه محطمات الذرات مثل مصادم الهادرونات الكبير في جنيف ، سويسرا. النيوترينوات هي بقع صغيرة أخف بحوالي 500000 مرة من الإلكترون ، ولأنها محايدة (بدون شحنة) ، فإنها لا تتفاعل مع الكثير لأنها تطير عبر الكون.

سمح هذا لنيوترينو واحد بالسفر إلى الخارج من أول TDE والتوجه نحو الأرض ، ليظهر في النهاية في أداة بحجم كيلومتر مربع تُعرف باسم مرصد IceCube Neutrino المدفون في جليد أنتاركتيكا. الباحثون صفت IC191001A الكشف ويحسب أنه كان ما يقرب من 1 إلكترون فولت كوادريليون من الطاقة، مما يجعلها من بين أقوى النيوترونات IceCube على الاطلاق، وفقا لأحد ورقة جديدة الصورة ، التي نشرت 22 فبراير في مجلة الطبيعة علم الفلك . 

بينما توقع الفيزيائيون أن النيوترينوات تنتج في أحداث اضطراب المد والجزر ، لم يقم علماء الفلك أبدًا بربط نيوترينو مرة أخرى بـ TDE معين ، مما يجعل هذا الأمر مذهلًا لأول مرة. قال حوريش عن سبب وصوله بعد ستة أشهر من الحدث نفسه ، “ليس لدي دليل”. المحتوى ذو الصلة

يحيط لغز مشابه بالدراسة الثانية التي قادها ، أيضًا في علم الفلك الطبيعي . في هذه الحالة ، شوهد الضوء البصري – من النوع الذي تراه أعيننا – متوهجًا من ثقب أسود يتناول وجبات خفيفة ثم يتلاشى ، كما هو معتاد لهذه الظواهر. 

قرر هوريش وزملاؤه إجراء دراسات متابعة باستخدام تلسكوب Karl Jansky Very Large Array (VLA) في نيو مكسيكو ، الذي يكتشف موجات الراديو. لم يروا شيئًا قادمًا من الثقب الأسود لأشهر ، ثم فجأة ، بعد ستة أشهر من الحدث الأول ، شعاع لاسلكي لامع. والأغرب من ذلك ، أن بيانات VLA التي تم جمعها بعد أربع سنوات تقريبًا أظهرت انفجارًا غريبًا آخر لطاقة الراديو. 

قال حوريش: “يمكن لأي شخص أن يختلق قصة لماذا رأينا شيئًا بعد ستة أشهر”. “لا يوجد ما يفسر سبب اشتعاله ، ثم تسوسه ثم اندلاعه مرة أخرى. إنه أمر مثير للاهتمام حقًا.”الإعلانات

ويشير إلى الحاجة إلى نماذج جديدة يمكنها تفسير هذه الإشارات المتأخرة. يتكهن فريقه بأن جزءًا من تدفق الطاقة يخرج بزاوية غريبة ، مما ينتج عنه نمط اشتعال يُرى أحيانًا وأحيانًا لا يدور قرص التراكم. الاحتمال الآخر هو أن البقايا النجمية تدفع موجات الصدمة التي تتحرك ببطء عبر المواد المحيطة بالثقب الأسود ، والتي تنتج انبعاثات نشطة في أوقات لاحقة ، على الرغم من عدم معرفة أحد حقًا. 

ولكن بالنظر إلى أن هذه الحوادث تبدو الآن وكأنها تستمر لفترة أطول مما كان متوقعًا في الأصل ، يتطلع هوريش إلى القدرة على اكتشاف المزيد من أحداث اضطراب المد والجزر التي يمكن أن تسفر عن رؤى ثاقبة في طبيعتها. 

داي ، أيضًا ، متحمس لاحتمال فتح طرق لدراسة ألغاز TDE. وقالت: “هذه الأحداث هي مختبرات مثالية للتعرف على الثقوب السوداء” ، مما يمنح الباحثين أدلة مهمة حول كيفية تراكم المواد حولهم وإنتاج نفاثات ومشاعل. 

وأضافت أن مرصد فيرا سي روبين في تشيلي ، والذي من المتوقع أن يبدأ جمع البيانات هذا العام ، يمكن أن يرى نظريًا مئات من TDE الجديدة ؛ وغيرها من الأدوات الفضائية القادمة من أوروبا والصين يجب أن تضيف إلى هذه المكافأة. 

قالت “مستقبل هذا المجال مشرق للغاية”.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com