ما الذي يقذف جسيمات قوية غامضة تسمى “الأشعة الكونية” إلى الأرض؟
على الأرض، يمكن لمصادم الهادرونات الكبير أن يحطم الذرات معًا ويسرع الجسيمات إلى سرعات قريبة من سرعة الضوء، لكن في الفضاء، هناك أشعة كونية عالية الطاقة ذات طاقة أكبر بأكثر من 10 ملايين مرة من تلك الجسيمات المضغوطة. والآن، تشير الأبحاث الجديدة إلى أن مثل هذه الأشعة الكونية قد تخفي سرًا هو المفتاح لحل لغز فضائي عمره 60 عامًا.
واحدة من هذه الأشعة الكونية على سبيل المثال، يطلق عليها اسم جسيم الاماتيراسو (بعد آلهة الشمس اليابانية) اصطدمت أرض في عام 2021 بطاقة أكبر بـ 40 مليون مرة من الجسيمات المتصادمة معًا في الجو مصادم هادرون الكبير (LHC). تعتبر أماتيراسو ثاني أقوى الأشعة الكونية التي تم اكتشافها على الإطلاق – بعد الاسم المناسب “”يا إلهي الجسيمات“تم اكتشافها في عام 1991. ومع ذلك، فإن أصول هذه الجسيمات، والمصادر التي سرعتها إلى مثل هذه الطاقات العالية، يكتنفها الغموض.
“إن أصول وآليات تسارع الأشعة الكونية ذات الطاقة الفائقة كانت من بين أكبر الألغاز في هذا المجال لأكثر من 60 عامًا، منذ الإبلاغ عن المثال الأول”، قال قائد الفريق كوتا موراسي، من كلية إيبرلي للعلوم في ولاية بنسلفانيا. قال في بيان. “لا يمكن تسريع الأشعة الكونية ذات الطاقة الفائقة إلا من خلال بعض أقوى المصادر في الكون. عندما نكتشف جسيمات الأشعة الكونية الفردية مثل جسيم أماتيراسو هنا على الأرض، يمكننا في كثير من الأحيان استخدام طاقاتها، واتجاهات وصولها، والانحرافات المغناطيسية المتوقعة لاستنتاج مصادرها الكونية المحتملة.”
تم اقتراح العديد من المصادر كأصول للأشعة الكونية عالية الطاقة، بما في ذلك انهيار نجم ضخم لتكوين نجم. نجم نيوتروني أو أ الثقب الأسود أو اصطدام نجمين نيوترونيين نفسيهما. للسياق، المادة التي تتكون منها النجوم النيوترونية كثيفة جدًا لدرجة أنه إذا تم إحضار ملعقة صغيرة منها إلى الأرض، فإنها ستزن حوالي 10 ملايين طن، وهو ما يعادل وزن 85000 حوت أزرق بالغ (حاول الحصول عليها في ملعقة صغيرة واحدة).
لذا، فإن ضغط جسم بكتلة الشمس إلى عرض حوالي 12 ميلًا (20 كيلومترًا) يعد أمرًا عنيفًا بشكل لا يصدق – لنفترض أن اثنين من تلك الأجسام المضغوطة يلتقيان.
وقال موراسي: “يُعتقد أن هذه الأشعة الكونية ذات الطاقة الأعلى تأتي من مصادر فيزيائية فلكية متطرفة، مثل اصطدام نجمين نيوترونيين أو انهيار نجم ضخم”. “بالنسبة للعديد من أحداث الأشعة الكونية مجتمعة، فإن توزيع الطاقة ونمط اتجاه الوصول والتركيب المستنتج إحصائيًا يوفر أدلة مهمة حول مصدر هذه الجسيمات وكيفية تسريعها.”
إذا كان موراسي وزملاؤه الباحثون على حق في أن الأشعة الكونية قد تكون نوى عناصر أثقل من الحديد، فإن قصة تصادم النجوم النيوترونية قد يكون لها أساس حقيقي أخيرًا.
لفهم هذه الجسيمات عالية الطاقة وأصولها، أجرى موراسي وزملاؤه عمليات محاكاة لتتبع كيفية فقدان الأشعة الكونية ذات الكتل المختلفة للطاقة أثناء مرورها عبر مسافات كونية شاسعة للوصول إلى الأرض. ما كشفه هذا هو أن النوى الذرية الأثقل من نواة الحديد الذرية فقدت الطاقة بشكل أبطأ بكثير من الجسيمات الأخف.
وقال موراسي: “أظهر بحثنا أنه عند طاقات مماثلة لتلك الموجودة في جسيمات أماتيراسو، تفقد النوى فائقة الثقل الطاقة بشكل أبطأ من البروتونات أو النوى متوسطة الكتلة، مما يجعلها أكثر قدرة على البقاء على قيد الحياة لمسافات كونية والوصول إلى الأرض عند طاقات شديدة”. “نحن لا نقول أن جميع الأشعة الكونية ذات الطاقة الفائقة هي نوى شديدة الثقل. ولكن إذا كانت بعض الأحداث ذات الطاقة العالية هي نوى فائقة الثقل، فإن ذلك من شأنه أن يؤثر على كيفية بحثنا عن مصادرها.”
وتمكن الفريق أيضًا من وضع قيود على عدد الأشعة الكونية ذات النوى الثقيلة التي تمثل إجمالي عدد الأشعة الكونية عالية الطاقة.
وقال موراسي: “إن أكثر المواقع الواعدة لإنتاج وتسريع مثل هذه النوى فائقة الثقل هي حالات الموت الجماعي للنجوم التي تنطوي على انهيار انفجاري في ثقوب سوداء أو نجوم نيوترونية ممغنطة بقوة، بالإضافة إلى اندماج النجوم النيوترونية الثنائية المعروفة بأنها بواعث قوية لموجات الجاذبية”. “يمكن لهذه الظواهر الكونية العنيفة أيضًا أن تؤدي إلى انفجارات أشعة جاما التي تعد من بين الانفجارات الأكثر نشاطًا في الكون.
“يمكن أن تساعد مساهمة هذه المصادر أيضًا في تفسير الاختلاف المحتمل بين السماء الشمالية والجنوبية في طيف الأشعة الكونية ذات الطاقة الفائقة. إذا ساهمت النوى فائقة الثقل بشكل كبير في أعلى الطاقات، فيجب أن تشير البيانات المستقبلية إلى تركيبة أثقل من الحديد.”
ونشرت هذه النتائج يوم الخميس (7 مايو) في المجلة رسائل المراجعة البدنية.
تنويه من موقع “beiruttime-lb.com”:
تم جلب هذا المحتوى بشكل آلي من المصدر:
www.space.com
بتاريخ: 2026-05-14 01:00:00.
الآراء والمعلومات الواردة في هذا المقال لا تعبر بالضرورة عن رأي موقع “beiruttime-lb.com”، والمسؤولية الكاملة تقع على عاتق المصدر الأصلي.
ملاحظة: قد يتم استخدام الترجمة الآلية في بعض الأحيان لتوفير هذا المحتوى.
