المُسرِّعات الكونية: كيف تُسرِّع النفاثات الجسيمات ✎ سريع

الأصل: "Particle acceleration at recollimation shocks in sub-relativistic jets A model for jets in Seyfert Galaxies, Microquasars and Protostellar Systems"
arXiv:2603.16647 · 2026-03-17 · arXiv non-exclusive · تحليل مستقل · 1 دقيقة
تُسرِّع الموجات الصادمة داخل النفاثات الجسيمات إلى طاقات لا يمكن بلوغها في المختبرات الأرضية.

📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها.

تيار الماء من خرطوم يصطدم بجدار فينتشر جانبًا. هكذا تتصرف النفاثات الفيزيائية الفلكية — تيارات ضيقة من البلازما تنطلق من محيط الثقوب السوداء أو النجوم الفتية. عندما يواجه هذا التيار مقاومة من الغاز المحيط، تتشكل داخله موجة صادمة، تشبه الموجة المستقرة في نهر سريع. على هذه الموجة، تنعكس الجسيمات المشحونة مرارًا وتكرارًا، مثل كرات في لعبة تنس الطاولة، وتكتسب طاقة.

بنى العلماء نموذجًا يوضح أين تنشأ هذه الموجة الصادمة داخل النفاثة ومدى قوة تسريعها للجسيمات. طُبِّق النموذج على ثلاثة أنواع من الأجسام: مجرات سيفرت (نوى نشطة ذات لمعان معتدل)، والميكروكويزارات (أنظمة ثنائية تحتوي ثقبًا أسود بكتلة نجمية)، والنفاثات النجمية الأولية (تيارات من النجوم في طور التكوين). وتبيّن أنه في مجرات سيفرت، يمكن للبروتونات أن تتسارع إلى طاقات تصل إلى مليارات التيرا إلكترون فولت — أي أكبر بملايين المرات من طاقة مصادم الهدرونات الكبير.

الجسيمات التي تنطلق من النفاثة تمر عبر «الشرنقة» — غلاف من الغاز الساخن حول النفاثة. هناك قد تتصادم وتنتج نيوترينوات — جسيمات مراوغة لا تتفاعل تقريبًا مع المادة.

تساعد هذه النتائج في فهم مصدر الجسيمات الأكثر طاقة في الكون. ربما تكون هذه الموجات الصادمة في النفاثات مسؤولة عن الأشعة الكونية فائقة الطاقة التي ترصدها المراصد الأرضية. كما أنها قد تفسر إشعاع غاما الغامض المنبعث من بعض المجرات.

طاقة البروتون المُسرَّع في نفاثة مجرة سيفرت تعادل طاقة كرة تنس طائرة — لكنها مركّزة في جسيم دون ذري واحد.

العلماء
Jacob BekensteinStephen HawkingBernhard RiemannJoseph WeberKarl SchwarzschildKip Thorne
المفاهيم
نفاثات مستعر أعظم النفاثات النسبية مجرّة سيفرت تسريع جسيمات نفاثة البصمة المغناطيسية للنفاث تسارع الأشعة الكونية ميكروكوازار