الأشعة الكونية التي تتكون من جسيمات مشحونة كهربائيًا عالية النشاط تقصف الغلاف الجوي للأرض بشكل مستمر. تأتي هذه الجسيمات من الفضاء الخارجي السحيق، وقد سافرت مليارات السنين الضوئية. ومع ذلك، من أين يأتون؟ ما الذي يطلقهم عبر الكون بهذه القوة الهائلة؟ كانت هذه الأسئلة من بين أهم التحديات التي واجهت الفيزياء الفلكية لأكثر من قرن من الزمان.
فريق بحث دولي بقيادة جامعة فورتسبورغ و جامعة جنيف تسلط جامعة (UNIGE) الضوء على جانب واحد من هذا اللغز: يُعتقد أن النيوترينوات تولد في البلازارات، وهي نوى مجرية تغذيها كتل فائقة الكتلة. الثقوب السوداء.
لقد اعتبرتها سارة بوسون دائمًا مهمة مهمة. في عام 2017، قدم الباحث وزملاؤه البلازار (TXS 0506+056) كمصدر محتمل للنيوترينو لأول مرة. أثارت هذه الدراسة جدلاً علميًا حول ما إذا كانت هناك بالفعل علاقة بين الأضواء الساطعة و النيوترينوات عالية الطاقة.
بعد اتخاذ هذه الخطوة الأولية الإيجابية، حصل فريق البروفيسور بوسون على تمويل من مجلس البحوث الأوروبي لإطلاق مشروع بحثي طموح متعدد الرسل في يونيو 2021. إن تحليل العديد من الإشارات (أو "الرسل"، على سبيل المثال، النيوترينوات) من الكون هو أمر بالغ الأهمية. مطلوب. الهدف الأساسي هو تسليط الضوء على أصل النيوترينوات الفيزيائية الفلكية، مما قد يؤكد ذلك بلازارات كأول مصدر مؤكد للغاية للنيوترينوات عالية الطاقة خارج المجرة.
ويظهر المشروع الآن نجاحه الأول. يؤكد العلماء أنه يمكن ربط البلازارات بثقة بالنيوترينوات الفيزيائية الفلكية بدرجة غير مسبوقة من اليقين.
وقال أندريا تراماسير من جامعة جنيف، "إن عملية التراكم ودوران الثقب الأسود تؤدي إلى تكوين نفاثات نسبية، حيث تتسارع الجسيمات وتنبعث منها إشعاعات تصل طاقتها إلى ألف مليار من طاقة الضوء المرئي! إن اكتشاف العلاقة بين هذه الأجسام والأشعة الكونية قد يكون بمثابة "حجر رشيد" للفيزياء الفلكية عالية الطاقة!
استخدم العلماء بيانات النيوترينو من مرصد IceCube Neutrino في القارة القطبية الجنوبية وBZCat، وهو أحد أكثر كتالوجات البلازارات دقة. وباستخدام هذه البيانات، كان عليهم إثبات أن البلازارات التي تزامنت مواقعها الاتجاهية مع مواقع النيوترينوات لم تكن موجودة بالصدفة.
يقوم العلماء بعد ذلك بتطوير برنامج يمكنه تقدير مدى تشابه توزيعات هذه الأجسام في السماء.
وقال أندريا تراماسيري، "بعد رمي النرد عدة مرات، اكتشفنا أن الارتباط العشوائي لا يمكن أن يتجاوز البيانات الحقيقية إلا مرة واحدة في مليون تجربة! وهذا دليل قوي على أن جمعياتنا صحيحة.
وعلى الرغم من إنجازهم، يشعر فريق الدراسة أن عدد الأشياء في هذه العينة الأولية هو مجرد "قمة جبل الجليد". لقد جمعوا "أدلة رصدية جديدة" بفضل جهودهم، والتي تعد العنصر الأساسي في إنشاء نماذج أكثر دقة لمسرعات الفيزياء الفلكية.
العلماء وأشار, "ما يتعين علينا القيام به الآن هو فهم الفرق الرئيسي بين الأجسام التي تنبعث منها النيوترينوات وتلك التي لا تطلقها. سيساعدنا هذا على فهم مدى "تواصل" البيئة والمسرّع مع بعضهما البعض. سنكون بعد ذلك قادرين على استبعاد بعض النماذج، وتحسين القدرة التنبؤية للآخرين، وأخيرا، إضافة المزيد من القطع إلى اللغز الأبدي لتسارع الأشعة الكونية!
المرجع مجلة:
- سارة بوسون، أندريا تراماسير، وآخرون. بداية رحلة عبر الكون: اكتشاف مصانع النيوترينو خارج المجرة. تم النشر في 2022 يوليو 14 • © 2022. المؤلف (المؤلفون). نشرت من قبل الجمعية الفلكية الأمريكية. دوى: 10.3847/2041-8213/ac7d5b
