نعلم أخيرًا أين نبحث عن أكثر الأجسام المرغوبة في الكون! - غاية التعليمية

غاية التعليمية يكتُب.. يمكن للنجوم النيوترونية التي تميل إلى الدوران الشديد إنتاج واحدة من أكثر الجسيمات المرغوبة في الكون.

اخر الاخبار العاجلة عبر غاية التعليمية أخبار محلية ودولية، وكذلك أخبار الر ياضة وخاصة كرة القدم يلا كورة و يلا شوت اليوم.

تُسمى هذه الجسيمات الأولية الأكسيونات، وهي حتى الآن افتراضية بحتة. إذا تمكنا من العثور عليها، يمكننا حل بعض أكبر المشكلات في الكون، ومنها تحديد نوع واحد على الأقل من المادة المظلمة.

يجب أن تكون هذه النجوم سريعة الدوران فعالة جدًا في محاصرة الأكسيونات، لعزل الجسيمات المراوغة بكميات عالية بما يكفي لاكتشافها أخيرًا، ما من شأنه أن يعطينا بعض الأدلة المهمة عن طبيعة الأكسيون وخصائصه، مثل الكتلة.

بحث علماء الفلك عن أدلة عن الأكسيونات منذ أن اقترح الفيزيائيون وجودهم في السبعينيات. يُظن أن الأكسيونات تتفاعل بضعف مع مادة أخرى ما يجعل من الصعب اكتشافها، مثل النيوترينو.

إذا كانت الأكسيونات ضمن نطاق كتلة معين، من المتوقع أن تسلك سلوك المادة المظلمة تمامًا، ما يساهم في تأثيرات الجاذبية الواضحة التي لا يمكن تفسيرها بناءً على كمية المادة الطبيعية في الكون فقط.

نظريًا، يُتوقع أن تتحلل الأكسيونات بسهولة إلى أزواج من الفوتونات في وجود مجال مغناطيسي قوي كفاية، ما يجعلها مرئية بفعالية.

إن اكتشاف الضوء الزائد دون مصدر يمكن تحديده بسهولة بالقرب من مغناطيس قوي، علامة على تحلل الأكسيونات.

تتمتع النجوم النيوترونية بمجالات مغناطيسية هائلة، هذه الأجسام هي نوى النجوم الضخمة التي تحولت إلى مستعر أعظم، وانهارت إلى كتل ساخنة فائقة الكثافة مضغوطة معًا لدرجة أنها تتصرف كثيرًا مثل نواة ذرية واحدة بحجم مدينة.

المجال المغناطيسي الناتج من هذا الجسم أقوى بتريليونات المرات من المجال المغناطيسي للأرض، وهو قوي بما يكفي لقتل الإنسان، ما لم تتكفل خصائص النجوم النيوترونية الأخرى بذلك أولًا.

النجم النابض نوع من النجوم النيوترونية مع خاصية إضافية، فهو يدور بسرعات عالية جدًا، غالبًا بسرعات تُقاس بالمللي ثانية.

تنفجر حزمة قوية من الانبعاثات الراديوية من قطبي النجم النابض في أثناء دورانه بسرعات عالية جدًا، فيبدو كأنه ينبض في الفضاء مثل منارة كونية، ويضيف هذا الدوران إلى قوة المجال المغناطيسي للنجم النيوتروني أيضًا.

نشر الفيزيائي ديون نورديس من جامعة أمستردام وزملاؤه بحثًا العام الماضي، إذ وجد أن هذه النجوم سريعة الدوران قادرة على إنتاج عدد مكون من 50 رقمًا من الأكسيونات في كل دقيقة.

تمر الأكسيونات عبر المجال المغناطيسي للنجم عندما تهرب منه وتتحول إلى فوتونات، ما يجعل النجم النابض أسطع قليلًا مما ينبغي.

لم يتمكنوا من اكتشاف أي ضوء إضافي بتحليل عدد من النجوم النابضة. هذا لا يعني أن هذه الجسيمات الافتراضية غير موجودة، لكن إذا كانت الأكسيونات موجودةً، فتوجد قيود أكثر صرامة على الإشارة التي قد تنتجها.

وفقًا للبحث، يجب أن تنتج الأكسيونات المحاصرة بالجاذبية الشديدة للنجم إشارة أيضًا.

يجب أن تتراكم الأكسيونات قرب النجم النابض على فترات زمنية تصل إلى ملايين السنين، لتستمر طول عمر النجم النيوتروني وتنتج طبقة ضبابية باهتة على سطح النجم.

وفقًا لتحليل الفريق، يجب أن تكون سحب الأكسيونات -إن وُجدت- من السمات المعتادة للنجوم النيوترونية، ما يعني أنها موجودة في معظمها إن لم يكن جميعها، ويجب أن تكون كثيفة جدًا، أعلى من كثافة المادة المظلمة المحلية بنحو 20 ضعفًا، ما يعني أنه يجب أن تنتج دليلًا يمكن اكتشافه إذ لا تتسرب الفوتونات.

لا نعرف على وجه اليقين الشكل الذي سيتخذه هذا الدليل، لكن يقدم الفريق احتمالين رئيسيين.

الأول هو إشارة مستمرة، وهي خط ضيق في الطيف الراديوي للنجم النابض بتردد يتوافق مع كتلة الأكسيون، لا نعرف الكتلة تحديدًا، لكن غياب الخط في الطيف قد يؤدي إلى تضييق نطاقها.

الاحتمال الآخر هو انفجار ضوء في نهاية عمر النجم النيوتروني، وهي النقطة التي يتوقف عندها إصدار الإشعاع. من المتوقع أن تستغرق هذه العملية تريليونات السنين، والكون ليس قديمًا بما يكفي ليحدث الآن، لذلك من غير المرجح أن نلاحظ أي انفجارات أكسيون من النجوم النيوترونية المحتضرة قريبًا. هذا يجعل الإشارة المستمرة الخيار الأفضل.

لم يتمكن الباحثون من العثور على دليل على وجود سحابة أكسيون لنجم نيوتروني حول النجوم النابضة القريبة. لكن سمح عدم الاكتشاف بفرض أقوى القيود حتى الآن على كتلة الأكسيون ضمن نطاق معين، دون الاعتماد على افتراض أن الأكسيونات هي مادة مظلمة.

يمهد البحث الطريق لعمليات بحث مستقبلية، ما يمنحنا طرقًا جديدة للبحث عن خصائص هذا الجسيم الغامض المراوغ وفهمه.

اقرأ أيضًا:

ما هي الأكسيونات؟

الإعلان عن الدليل الأول على وجود الأكسيونات

ترجمة: لور عماد خليل

تدقيق: ميرڤت الضاهر

المصدر