الثقوب السوداء كمسرعات للجسيمات الشبحية ⚡ экспресс
أظهرت أرصاد آيسكيوب فائضًا من النيوترينوات عالية الطاقة من مجرات سيفرت القريبة (مثل NGC 1068) بدون تدفق مقابل من أشعة غاما، مما يفترض تولّد النيوترينوات في منطقة عاتمة بالنسبة لإشعاع غاما – ويرجح أن تكون في هالة ساخنة حول الثقب الأسود فائق الكتلة. ظلّت آلية تسارع البروتونات الأمّ إلى طاقات ~100 تيرا إلكترون فولت غير واضحة. وقد تناول العمل التسارع الصدمي الانتشار (DSA) في هالات النوى المجرّية النشطة باستخدام محاكاة الجسيمات في الخلية (PIC) أحادية البُعد ضمن مجال واسع من معاملات البلازما. بيّنت النتائج أن التسارع الصدمي الانتشار (DSA) آلية متينة وفعّالة، إذ توجّه نحو 10% من الطاقة الحركية لموجة الصدمة إلى الأيونات غير الحرارية، حتى عند أعداد ماخ ~2. فعالية تسارع الإلكترونات متغيرة وتقل عن 1%. تقدّم النتائج تأكيدًا دقيقًا للنماذج الهادرونية لتولّد النيوترينوات في النوى المجرّية النشطة، وتفسّر كميًّا نقص إشعاع غاما المرصود.
أكد بحث جديد: تعمل موجات الصدمة في البلازما حول الثقوب السوداء فائقة الكتلة في مراكز المجرات كأمواج محيطية تدفع البروتونات إلى سرعات قريبة من سرعة الضوء. حتى الموجة الضعيفة تنقل إليها عشر طاقتها - وكأن تموجاً لطيفاً يدفع راكب لوح في الفضاء. بانعكاسها عن المجالات المغناطيسية، تكتسب البروتونات طاقة تفوق ما ينتجه مصادم الهادرونات الكبير بمليون مرة، وتولّد النيوترينوات - جسيمات تمر عبر الكواكب كما تمر في الفراغ.
لكن لماذا نرى النيوترينوات من المجرة NGC 1068 ولا نرى أشعة غاما؟ يغرق إشعاع غاما المتولد في الموجة في أعماق البلازما، كضوء يغيب في ماء عكر. لا تسمح هالة الثقب الأسود بمرور الضوء، لكنها بالنسبة للنيوترينوات مجرد تموجات خفيفة. المسرع انتقائي: تكاد الإلكترونات لا تحصل على طاقة، بينما تنطلق البروتونات كمتسابقين أساسيين.
🎯 يمكن أن تُسرّع موجات الصدمة في الفضاء جسيمات إلى طاقات تفوق قدرات مصادم الهادرونات الكبير - أقوى مسرع على الأرض - بمليون مرة.
🎬 في رواية ستانيسلاف ليم «صوت الرب»، تعمل النيوترينوات كوسيلة مثالية للاتصال بين النجوم بفضل قدرتها على اختراق أي شيء.