قرب الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية، تغلي البلازما مثل الماء في غلاية. لكن في هذه «الغلاية» لا توجد جدران، فقط مجالات مغناطيسية تلتف وتتمزق. في أماكن التمزق تنشأ طبقات رقيقة حيث يعيد المجال المغناطيسي توصيل نفسه، وتحصل الجسيمات على دفعة، مثل راكب أمواج على موجة.
حتى الآن، كانت هذه الحسابات تُجرى بإلكترونات وبروتونات متساوية الكتلة — وهذا أبسط لكنه بعيد عن الواقع. في العمل الجديد، ولأول مرة، تم أخذ الكتل الحقيقية في الاعتبار: البروتون أثقل من الإلكترون بمقدار 1836 مرة. وأُضيفت أيضًا البوزيترونات — الجسيمات المضادة للإلكترونات، التي تولد في البلازما الساخنة. اتضح أن التسارع لا يحدث في أماكن عشوائية، بل في طبقات تيار رقيقة، حيث يتموضع المجال الكهربائي على طول سرعة الجسيم. هذا مثل رياح مواتية تهب بالضبط في ظهر العداء.
هذا يعني أنه في نفاثات البلازما المنبعثة من الثقوب السوداء — النفاثات — تتوهج الإلكترونات بقوة أكبر مما كان يُعتقد. هذا التوهج تراه التلسكوبات، والآن يمكن ربطه بدقة أكبر بما يحدث بالقرب من أفق الحدث نفسه.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2604.06749
While collisionless plasmas are ubiquitously present near astrophysical compact objects, the impact that their composition has on the high-energy emission is presently unknown. We present the first investigation of particle-acceleration mechanisms in kinetic, special-relativistic turbulence, modeling electrons, positrons, and protons with realistic mass ratios. Under global charge neutrality, we introduce a positron fraction and cover regimes ranging from an electron-proton plasma over to pair-dominated plasmas. Using a novel generalized Ohm's law for multispecies relativistic plasmas, we analyze particle acceleration due to electric fields in reconnection events that self-consistently emerge from turbulence. We demonstrate, for the first time, that energization occurs at reconnection current sheets driven by the divergence of the relativistic pressure tensor, which locally aligns with the particle velocity and leads to an efficient energy transfer. The imbalance between electrons and positrons systematically favors electron acceleration, highlighting the necessity of realistic multispecies modeling to capture the nonthermal contributions in accretion flows and relativistic jets from black holes.
في البلازما قرب الثقب الأسود، يتسارع الإلكترون أسرع من البروتون لأنه أخف بـ 1836 مرة — مثل راكب دراجة مقابل شاحنة على نفس التل.