المصدر هو ثقب أسود نشط في مركز مجرة تبعد عنا 3.7 مليار سنة ضوئية * تقول البروفيسورة دافنا جيتا من قسم الفيزياء بالكلية الأكاديمية للهندسة بروضة، المشاركة في المشروع، إن الاكتشاف حل سؤالا في مجال الفيزياء الفلكية الذي لا يزال مفتوحا حتى يومنا هذا
النيوترينوات، وهي جسيمات شبحية بالكاد تتلامس مع المادة الطبيعية، لوحظ سابقًا أنها تأتي من المستعرات الأعظم (النجوم المتفجرة) والشمس. اكتشف الآن كاشف IceCube العملاق في القطب الجنوبي أنه حتى البلازارات، وهي مجرات بها ثقب أسود ضخم في مركزها، تنتج جزيئات نيوترينو ذات كثافة أقوى بملايين المرات من كثافة المستعرات الأعظمية والنجوم.
قبل حوالي 3.7 مليار سنة، عندما كانت الأرض لا تزال في مهدها، انفجر الإشعاع من ثقب أسود أضخم بمليار مرة من الشمس في تدفق نفاث شق طريقه والتقى بالأرض في 22 سبتمبر 2017.
وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف مصدر للنيوترينو منذ أكثر من 30 عامًا. علاوة على ذلك، فهذه هي المرة الأولى التي يتمكن فيها العلماء من مراقبة النيوترينوات عالية الطاقة المرتبطة بحدث فيزيائي فلكي محدد. وقد نشرت هذه الملاحظة في مجلة الطبيعة الأسبوع الماضي.
جسيمات النيوترينو (من الإيطالية: "نيوترون صغير") هي جسيمات أولية، بدون شحنة كهربائية وذات كتلة صغيرة تتحرك بسرعة قريبة جدًا من سرعة الضوء ويمكنها عادة المرور عبر المادة العادية دون تدخل. تتيح هذه الميزة لعلماء الفلك وعلماء الفيزياء الفلكية الحصول على معلومات من أماكن لا يمكن قياسها مباشرة بأدوات أخرى. ومن ناحية أخرى، فإن هذه الميزة التي تتميز بها النيوترينوات تجعل اكتشافها صعبًا للغاية، ولهذا السبب يطلق عليها أيضًا اسم "جسيمات الشبح". في الواقع، كما ذكرنا، حتى وقت قريب لم يتم تحديد أصل النيوترينوات.
أحد جسيمات النيوترينو المعروفة باسم IceCube-170922A، والتي تم اكتشافها كما ذكرنا في 22 سبتمبر 2017 في الغطاء الجليدي في القارة القطبية الجنوبية، أرسلها باحثو IceCube، ومن بينهم البروفيسور دافني جوتا من قسم الفيزياء في الكلية الأكاديمية للهندسة في رودا، في بحث محموم عن أصلها في الكون. تم العثور على الإجابة بواسطة تلسكوب فيرمي غاما-راي الفضائي التابع لوكالة ناسا، والذي اكتشف إشعاع غاما من نفس المصدر الذي جاء منه النيوترينو - وهو ثقب أسود هائل من النوع البلازار الذي تتجه نفث إشعاعه نحو الأرض على مسافة 3.7 مليار ضوء. سنة من الأرض تقع الأرض في مركز مجرة نشطة.
تم إنشاء مشروع IceCube عند النقطة المحددة للقطب الجنوبي لرصد نشاط النيوترينو ويتكون من كيلومتر مربع من أجهزة الكشف الضوئية المتطورة الموجودة على عمق كيلومتر واحد في الغطاء الجليدي في القطب الجنوبي. وبالفعل في عام 2013، اكتشفت أجهزة آيس كيوب النيوترينوات الكونية ذات الطاقات العالية لأول مرة وتم إرسال تنبيه إلى المراصد حول العالم من أجل تحديد مصدر التدفق الذي يضرب الأرض، ولكن دون نجاح. والآن بعد أن تم اكتشاف أصل IceCube-170922A، تم إجراء إعادة تحليل لمسارات النيوترينوات المكتشفة في عام 2013، وتبين أنها تنشأ أيضًا من نفس معجل الجسيمات الكونية، الموجود في قلب جسم مجسم. مجرة بعيدة.
كان البروفيسور جوتا يشغل سابقًا منصبًا دائمًا في جامعة روما. في عام 2011 انتقلت إلى إسرائيل لأسباب عائلية، وتم قبولها في الكلية الأكاديمية في روضة.
"منذ بداية مسيرتي المهنية، قمت بإجراء أبحاث حول جسيمات النيوترينو ذات الطاقات العالية. بدأت البحث مع البروفيسور إيلي واكسمان من معهد وايزمان ثم تابعت بمفردي، ومن وقت لآخر أقوم بالبحث معه ومع البروفيسور إيهود باشر من التخنيون، ولكن اليوم يتم إجراء معظم أبحاثها بالتعاون مع الباحثين في مشروع IceCube."
"إن قوة النيوترينو أعلى بمليون مرة من قوة أقوى مسرع الجسيمات في العالم. تخيل ما يمكن فعله إذا تمكنا من معرفة كيف تنتج الطبيعة مثل هذه الطاقة." يشرح البروفيسور جوتا.
"تمتلك جسيمات النيوترينو طاقات عالية جدًا تبلغ تريليونات الإلكترون فولت، وهي أعلى بآلاف إلى ملايين المرات من طاقات حدث المستعر الأعظم، أو التفاعلات النووية في الشمس، أو أقوى مسرعات الجسيمات على الأرض. "منذ أكثر من قرن منذ اكتشاف الإشعاع الكوني، حاول الباحثون اكتشاف مصدره دون جدوى، ولهذا الغرض أنشأوا مشروع آيس كيوب. بعد الاكتشاف، أصبحنا نعرف مصدرًا واحدًا للنيوترينوات، وهو ما يشير أيضًا إلى وجود بروتونات في ذلك المصدر، وهذا مؤشر على وجود مادة ذات كتلة هناك - شيء فيزيائي، وليس مجرد مجال مغناطيسي وإلكترونات.
"نحن نعلم أن الإشعاع الكوني موجود في طاقات عالية. لسنوات أجريت تجارب لتحديد مصدر الإشعاع الكوني لكنها فشلت في تحديد المصادر. يتكون الإشعاع الكوني من بروتونات مشحونة. لأنها تحتوي على شحنة فإننا نفقد اتجاهنا، لأنها مغناطيسية ولأن لها كتلة فإنها في بعض الأحيان لا تصل إلينا.
ومن ناحية أخرى، فإن جسيمات النيوترينو ليس لها كتلة ولا شحنة، لذلك من الممكن إعادة بناء أصلها وفهم العمليات التي تسببت في الانفجار. وحتى اليوم كان هناك خلاف حول ما إذا كانوا منتشرين بالتساوي في كل الاتجاهات أم أنهم متمركزون في طائرة تصادف أنها تواجهنا. منذ اكتشاف تدفق النيوترينو عالي الطاقة في عام 2013، يحاول المجربون تحديد الأحداث التي يتم فيها تسجيل كل من جزيئات النيوترينو النشطة وأشعة جاما، وهذا ما حدث هذه المرة. حدد كل من تلسكوب فيرمي الفضائي، الذي يكتشف انفجارات أشعة جاما، وآيس كيوب المصدر.
سؤال مفتوح في الفيزياء الفلكية
ويوضح البروفيسور جيتا أن مصدر الإشعاع هو نواة نشطة لمجرة، أي أن الثقب الأسود يلتهم المادة من محيطه، فيدخل بعض منها إلى الثقب الأسود ويبتلع داخله، لكن بعض المادة تخرج كتدفق من الإشعاع الذي نراه في نطاق جاما وكنيوترينوات.
"حتى اليوم لم نكن نعرف مما صنعت الطائرة. كان لدى علماء الفيزياء الفلكية العديد من النظريات حول هذا الموضوع. هناك من يقول أن التدفق يتكون فقط من مجال مغناطيسي، والإلكترونات وآخرون، وأنا منهم، قالوا إن التدفق يجب أن يتكون من مادة باريونية (مادة AB عادية). النيوترينوات هي منتجات ثانوية للبروتونات، لذا فإن ما ينبعث من المجرة البعيدة ويصل إلينا ينبع من الطاقة الحركية، وليس فقط الإشعاع الكهرومغناطيسي.
ويقول البروفيسور جيتا: "هذا عصر جديد في علم الفلك، وهذا الاكتشاف يعطي بعدا جديدا لدراسة الكون". "إن اكتشاف مصادر إضافية للنيوترينوات سيسمح في الواقع بإنشاء خريطة لمسرعات الأشعة الكونية وإجراء أبحاث متقدمة حول نشاطها، ولهذا السبب يعد هذا الاكتشاف مهمًا جدًا للعلم. هذا عصر جديد في علم الفلك. يمنح هذا الاكتشاف بعدًا جديدًا لدراسة الكون"، يختتم البروفيسور جوتا.
أخبار عن الاكتشاف على موقع المحادثة
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
- النيوترينوات مع الجليد
- جزيئات من الفضاء في أعماق الجليد (تقرير عن الاكتشاف من عام 2013)
- لغز يتكشف: مائة عام من اكتشاف الإشعاع الكوني
- عالم من الجزيئات
تعليقات 8
إل إيه بن نير
أنت على حق، الكتلة تساوي الطاقة حقًا، لكن... ليس من الممكن أن يكون في أحد جانبي المقالة مكتوب أن هناك كتلة الناترينو، وفي الجانب الآخر من المقالة لا توجد كتلة. رددت على هذا التناقض وكتبت أن هناك كتلة الناترينو (أو إذا أردت الطاقة)
يوم جيد للجميع
يهودا
ليسبادراميش، دوك وهيرتسل
إن مناقشتك لكتلة النيوترينو عفا عليها الزمن وغير ضرورية.
بعد كل شيء، في فيزياء الجسيمات، تعد الكتلة والطاقة طريقتين لتقديم نفس الجوهر الفيزيائي، وعادة ما يتم قياسهما بنفس الوحدات، إلكترون فولت (ev)، والتي يمكن التعبير عنها أيضًا بوحدات الكتلة (kg، gr). ، وما إلى ذلك) وفقًا لصيغة أينشتاين المعروفة E=mC^2.
إن التعامل مع الكتلة كمفهوم فيزيائي يختلف عن التعامل مع الطاقة التي تنتمي إلى الفيزياء الكلاسيكية، حيث كما نعلم لا وجود للنيوترينو.
للتوضيح: eV 1.0 = 1.782661907*10^-36 كجم
(الرقم مأخوذ من ويكيبيديا).
على وجه الدقة، فإن المنتج الكتلي بين النيوترينوين موجود والثالث لا يزال مجهولا.
يهوذا على حق. فقط الكتلة صغيرة جدًا لدرجة أن النيوترينو وصل قريبًا من وصول الأشعة السينية، التي ليس لها كتلة بالفعل، لذلك تمكنوا من ربط النيوترينو والأشعة السينية بنفس المصدر. لو كان للنيوترينو كتلة أكبر، لكان قد وصل في وقت لاحق بكثير، ومن الممكن أن يكون مصدر البلازار قد استرخى بالفعل ولا يمكن ربطه.
سابدارميش يهودا،
وهذا أيضًا جعلني أتساءل لماذا، من ناحية، يتم تسجيل الحد الأدنى من الكتلة، ومن ناحية أخرى، لا توجد كتلة.
يجب تحرير المقال.
هل هناك طريقة لإنشاء غلاف من الطاقة الكهرومغناطيسية يثبط جاذبية الثقب الأسود
وما يهمك ما يوجد في الكون على أية حال ليس لديك سيطرة على هذه الأمور. اترك الكون واستثمر كل موارد العالم من أجل خير الإنسان وخير الكوكب. تأكد من حصول البشر على الغذاء والدواء ومكان للعيش فيه من أجل التعليم والترفيه الممتع واستخدام التكنولوجيا الأساسية. إنه لأمر مخز لكل الأموال والموارد التي تنفقها على استكشاف الكون. كل البشر يريدون أن يعيشوا في الرخاء والمتعة، ولن يساعدهم ما هو موجود وما ليس في الكون. ليست هناك حاجة إلى السعي المستمر للتكنولوجيا المتقدمة، التكنولوجيا الأساسية التي تساعد الناس كافية.
في مكان واحد من المقال مكتوب أن جسيم الناترينو له كتلة وفي مكان آخر ليس له كتلة، وهذا يعني أن الناترينو له كتلة. وفي عام 2015، فاز الباحثان الياباني تاكاكي كاجيتا والكندي آرثر ماكدونالد بجائزة نوبل في الفيزياء لإثباتهما أن الناترينو له كتلة.
يوم جيد
سابدارمش يهودا