حل معمای ۵۰ ساله «چشم سائورون» از طریق نقشه‌برداری میدان مغناطیسی

آرایهٔ VLBA و نقشه‌برداری قطبش

تیم تحقیقاتی از داده‌های رادیویی آرایهٔ Very Long Baseline Array (VLBA) استفاده کرد تا قطبش تابش رادیویی جت را دنبال کند. قطبش نشان‌دهندهٔ جهت و ساختار میدان مغناطیسی است؛ اندازه‌گیری‌های قطبش در فواصل زمانی طولانی امکان می‌دهد ساختار میدان‌های پیچیده درون و پیرامون جت بازسازی شود. گردآوری 15 سال داده به دانشمندان امکان داد تا الگوهای ایستا و متغیر میدان مغناطیسی را به‌وضوح تفکیک کنند.

یوری کووالف از مؤسسهٔ رادیویی ماکس پلانک می‌گوید: «وقتی تصویر را بازسازی کردیم، منظره‌ای خیره‌کننده دیدیم؛ میدان مغناطیسی تقریباً حلقه‌ای و جتی که مستقیم به سمت ما نشانه رفته است.»

تفسیر فیزیکی و پیامدها

جت‌های سیاه‌چاله از ماده‌ای که به داخل دیسک اطراف سیاه‌چاله می‌ریزند تولید می‌شوند؛ میدان‌های مغناطیسی نقش اصلی در کانالیزه کردن و شتاب‌دهی پلاسما تا نواحی قطبی را دارند. هنگامی که چنین جتی تقریباً مستقیم به سمت ناظر است، پدیدهٔ «سوپرلومینال ظاهری» (سرعت ظاهری بیش از نور) رخ می‌دهد؛ در واقع این یک توهم نوری ناشی از هندسه و اثرات نسبیتی است.

این رصدها نشان داد که جهت‌گیری نزدیک به محور و ساختار توروی‌مال میدان مغناطیسی باعث تقویت روشنایی شده و هم‌زمان حرکت رخ‌نما (پرژکشن) جت را کند نشان می‌دهد. همان‌طور که جک لیوینگستون از مؤسسهٔ ماکس پلانک توضیح می‌دهد: «این هم‌راستایی روشنایی را بیش از 30 برابر افزایش می‌دهد؛ در عین حال حرکت جت کند به‌نظر می‌آید — یک توهم بصری کلاسیک.»

یافته‌ها تأیید می‌کنند که هسته‌های کهکشانی فعال قادرند نه تنها الکترون‌ها بلکه پروتون‌ها را نیز شتاب دهند که تولید نوترینوهای پرانرژی را توجیه می‌کند. این نتیجه درک ما از منابع نوترینویی کیهانی و فیزیک شتاب‌دهی ذرات در میدان‌های مغناطیسی شدید را عمیق‌تر می‌کند.

دیدگاه کارشناسی

دکتر سارا پترسون، اخترفیزیک‌دان فرضی و پژوهشگر اخترپارتیکل در یک مؤسسه بین‌المللی، می‌گوید: «نقشه‌برداری قطبش در بازه‌های طولانی زمانی یک ابزار قدرتمند برای شناخت هندسهٔ واقعی جت‌هاست. PKS 1424+240 نمونه‌ای است که نشان می‌دهد ترکیب رصدهای چندموجی و تحلیل‌های دقیق می‌تواند پارادوکس‌های طولانی‌مدت را حل کند و مسیر را برای یافتن منابع نوترینو و پرتوی کیهانی هموار سازد.»

افق‌های بعدی شامل تحلیل‌های چندباندی هماهنگ (رادیو تا گاما و آشکارسازی نوترینو) و شبیه‌سازی‌های مغناطوهیدرودینامیکی برای بازتولید ساختارهای توروی‌مال و فرایندهای شتاب‌دهی پروتون‌ها خواهد بود.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

به بالا بروید