ملخصات الأبحاث

كشف تسارُع الإلكترونات لبلوغ طاقاتٍ هائلة على امتداد التيار المتدفق من مجرّة «سنتورس إيه»

The HESS Collaboration
  • Published online:

تنتمي مجرّة «سنتورس إيه» Centaurus A الراديوية القريبة إلى فئةٍ من المجرات النشطة، تسطع عند الأطوال الموجية الراديوية. ويُبدي أغلب هذه المجرات تدفقاتٍ نسبية متوازية تُعرف باسم «التيارات»، تمتد إلى مئات الآلاف من الفراسخ الفلكية في حال المصادر الأقوى بين تلك المجرات. ويُعتقد أنَّ تراكم المادة حول الثقوب السوداء المركزية عظيمة الكتلة يغذي تلك التيارات، ويمد انبعاثها بالطاقة اللازمة، وأنَّ الإشعاع السنكروتروني الوارد من الإلكترونات النسبية هو ما يسبب الانبعاث الراديوي الصادر عن تلك المجرات، وقد أُشير مسبقًا إلى أنَّ انبعاث الأشعة السينية من مجرة «سنتورس إيه» أيضًا ينبع من تلك العمليات السنكروترونية للإلكترونات. وهناك تفسير آخر محتمل لذلك الانبعاث، ألا وهو تشتيت كومبتون العكسي للفوتونات ضئيلة الطاقة، الخاصة بإشعاع الخلفية الكوني الميكروي (CMB)، لكنَّ الإشعاع السنكروتروني يحتاج إلى إلكتروناتٍ فائقة النسبية (حوالي 50 تيرا إلكترون فولت)، ونظرًا إلى قصر مدة تبريد الإلكترونات، فإنَّه يحتاج أيضًا إلى آليةٍ ما لتسريعها باستمرار. من ناحيةٍ أخرى.. لا تتطلب عملية تشتيت كومبتون العكسي إلكتروناتٍ نشطة للغاية، لكن لا بد للتيارات فيها أن تظل متسمةً بقدرٍ كبير من النسبية على نطاقاتٍ واسعة (تتعدى 1 ميجا فرسخ فلكي). وبينما لا ترجح بعض الأدلة الحديثة النماذج القائمة على فكرة تشتيت كومبتون العكسي، وإشعاع الخلفية الكوني الميكروي، يبدو أن دراسات أخرى تؤيد هذه النماذج. ونظريًّا، يمكن لرصد انبعاثات أشعة جاما الممتدة، التي تساعد في دراسة وجود الإلكترونات فائقة النسبية مباشرةً، أن يوضح الفروق بين هذه الخيارات المطروحة لتفسير الظاهرة. ومن الملاحَظ أيضًا أنَّه عندما تصل الطاقة إلى مستويات تقدَّر بالجيجا إلكترون فولت، توجد زيادةٌ غير طبيعية في متوسط طاقة طيف مجرة «سنتورس إيه»، وهذه الزيادة لم تُفسَّر بعد. وفي هذا البحث المنشور، يقدم الباحثون ملاحظاتٍ للمجرة عند مستويات طاقة تقدَّر بالتيرا إلكترون فولت. وتكشف هذه الملاحظات التيار واسع النطاق المتدفق من المجرة. وقد فسَّر الباحثون تلك البيانات عن المجرة باعتبارها دليلًا على تسارع الإلكترونات فائقة النسبية في التيار، ورجَّحوا التفسير السنكروتروني لانبعاث الأشعة السينية. وبالنظر إلى أنَّ التيار المرصود ليس استثنائيًّا من حيث القوة، أو الطول، أو السرعة، فمن الممكن أن تكون الإلكترونات فائقة النسبية شائعةً في التيارات واسعة النطاق، المتدفقة من المجرات النشطة ذات الانبعاثات الراديوية الصاخبة.