قدرتمندترین پرتوهای گامایی که تاکنون در مرکز کهکشان دیده شده توسط دانشمندان شناسایی شد

اگرچه سیاهچاله عظیم مرکز کهکشان ما نسبتاً آرام است، اما مرکز کهکشان راه شیری محل رویدادهایی پر از هیجان و فعالیت‌های عظیم است. این مکان با جنجال‌هایی که به بهترین شکل می‌توان آن‌ها را در مقیاسی حماسی توصیف کرد، مملو از فعالیت است.

اخیراً، این منطقه به‌عنوان یک شتاب‌دهنده کیهانی قوی به نام PeVatron شناخته شده است. رصدخانه‌ای در ارتفاعات مکزیک برخی از پرانرژی‌ترین پرتوهای گامای ثبت شده را از نقطه‌ای نزدیک به مرکز کهکشان ردیابی کرده است.

منبع این تابش‌ها که به نام HAWC J1746-۲۸۵۶ شناخته می‌شود، هنوز ناشناخته است. با این حال، طی یک دوره هفت‌ساله، رصدخانه چرنکوف آب در ارتفاع بالا (HAWC) موفق به ثبت ۹۸ رویداد پرتو گاما با انرژی بیش از ۱۰۰ تریلیون الکترون ولت شده است.

پت هاردینگ، فیزیکدان از آزمایشگاه ملی لوس آلاموس، می‌گوید: «این نتایج نگاهی به مرکز کهکشان راه شیری با انرژی‌هایی بیش از هر زمان دیگری فراهم کرده است.»

تحقیقات برای اولین بار تأیید کرده‌اند که یک منبع PeVatron از پرتوهای گاما با انرژی فوق‌العاده در مرکز کهکشان راه شیری وجود دارد. این کشف نشان می‌دهد که مرکز کهکشان ما خانه‌ای برای برخی از شدیدترین فرآیندهای فیزیکی در کیهان است.

پرتوهای کیهانی شامل پروتون‌ها و هسته‌های اتمی بارداری هستند که با سرعت نزدیک به نور حرکت می‌کنند. هنگامی که این پرتوها در محیط‌های شدید کیهانی مانند بقایای ابرنواخترها، ستارگان متولد شونده و میدان‌های مغناطیسی قوی در اطراف سیاهچاله‌های عظیم شتاب می‌گیرند، PeVatronها شکل می‌گیرند.

شتاب‌دهنده‌های ذرات بسیار قوی می‌توانند پرتوهای کیهانی را به انرژی‌های بالایی تا محدوده تریلیون الکترون ولت شتاب دهند. اما چنین شتاب‌دهنده‌های قدرتمندی به‌ندرت یافت می‌شوند.

پت هاردینگ توضیح می‌دهد: «بسیاری از این فرآیندها بسیار نادر هستند و انتظار نمی‌رود که در کهکشان ما رخ دهند، یا اگر رخ دهند، در مقیاس‌هایی هستند که با اندازه کهکشان ما تطابق ندارند.»

وقتی شتاب کیهانی به دلیل برخورد با عوامل دیگر مانند میدان مغناطیسی یا ابر غبار متوقف می‌شود، انرژی آزاد شده به‌صورت تابش گاما منتشر می‌شود.

تشعشعات گاما نمی‌توانند مسافت زیادی را در جو زمین طی کنند، بنابراین نمی‌توان آن‌ها را مستقیماً از زمین مشاهده کرد. اما زمانی که وارد جو زمین می‌شوند، با مولکول‌های دیگر برخورد کرده و انرژی خود را به شکل ذرات کم‌انرژی منتشر می‌کنند که توسط آشکارسازهای زیرزمینی مانند HAWC شناسایی می‌شوند.

تیمی به سرپرستی فیزیکدان سوهیون یو کارون از دانشگاه مریلند نشانه‌هایی از PeVatronها را در داده‌های رصد شده توسط HAWC کشف کرده‌اند. ۹۸ سیگنال از یک منبع ناشناخته در مرکز کهکشان راه شیری آمده است که به عنوان HAWC J1746-۲۸۵۶ شناخته می‌شود.

این منبع یکی از قوی‌ترین انتشارات پرتو گاما را که تاکنون از مرکز کهکشان مشاهده شده است، تولید می‌کند.

اگرچه ماهیت دقیق HAWC J1746-۲۸۵۶ هنوز مشخص نشده است، دو گزینه محتمل برای آن وجود دارد: سیاهچاله عظیم Sagittarius A* و یک منبع ناشناخته دیگر به نام HESS J1746-۲۸۵.

نتایج این تحقیقات نشان می‌دهند که چگالی پرتوهای کیهانی در مرکز کهکشانی بسیار بالاتر از میانگین کهکشانی است و نشان‌دهنده وجود فرآیندهای فیزیکی شدید در این منطقه است.

برای حل این معما، شاید لازم باشد منتظر نسل بعدی آشکارسازهای چرنکوف باشیم.

نتیجه گیری

کشف PeVatron در مرکز کهکشانی راه شیزی نه تنها نشان دهنده فعالیت های شدید کیهانی در این منطقه است، بلکه پنجره ای جدید به درک فرآیندهای فیزیکی پشت پرتوهای کیهانی باز می کند. تحقیقات آینده با استفاده از ابزارهای پیشرفته تر ممکن است اطلاعات بیشتری در مورد این پدیده و منابع ناشناخته پرتوهای گاما ارائه دهند.

سوالات متداول