دينامو الدراجة في الفضاء: كيف تولد نفاثات الكولابسار ⚡ экспресс
أُجريت أول محاكاة ثلاثية الأبعاد لكولابسار ذي مجال مغناطيسي حلقي أولي. فمع دوران القرص حول الثقب الأسود، يتعزز هذا المجال ويُطلق تأثير الدينامو، مولِّدًا حلقات مغناطيسية عمودية واسعة النطاق. تخترق هذه الحلقات الثقب الأسود وتُكوِّن نفاثات نسبوية متغيرة ومتذبذبة بقدرة تتجاوز 10^50 إرغ/ثانية — مثل تلك الخاصة بانفجارات أشعة غاما الطويلة. من المثير أن تأثير الدينامو العشوائي يُحدث انقلابات في التدفق المغناطيسي، ما يخلق نفاثات «مخططة» قد تظهر آثارها في منحنيات الضوء. يُظهر هذا أن أقراص التراكم قادرة بذاتها على إنشاء نفاثات في أنواع شتى من الأسلاف.
ينهار نجم ضخم، ويُولد ثقب أسود، محاط بقرص من البلازما الحارة. لكي تندفع من هذا القرص نفاثات ضيقة، تحتاج إلى مجال مغناطيسي منظم. لكن داخل النجم يكون المجال متشابكًا. أظهرت حسابات على حاسوب فائق: القرص يعمل مثل دينامو الدراجة — فالدوران بذاته ينظم المجال المغناطيسي.
في البداية يلتف المجال إلى حلقات، ثم، مثل دينامو ذاتي الإثارة، يُولّد حلقات مغناطيسية عملاقة. تنجذب هذه الحلقات إلى الثقب وتُطلق نفاثات متذبذبة بسرعة تقارب سرعة الضوء. لا تحتاج هذه الآلية إلى مجال موروث من نجم نيوتروني أولي — فهي عالمية لمختلف الكولابسارات، وهي أحد أنواع المستعرات العظمى.
النتيجة غير المتوقعة: أصبحت النفاثات مخططة — حيث ينعكس المجال المغناطيسي فيها بشكل دوري. ستُطبع هذه الخطوط في منحنى سطوع انفجار أشعة غاما، لتصبح 'توقيعًا' للدينامو. وهكذا تحول تأثير غير ملحوظ إلى وصفة بسيطة لأقوى الانفجارات في الكون. كان كيب ثورن قد تأمل كيف تُطلق الثقوب السوداء النفاثات، وكان فريتز زفيكي أول من افترض أن النجوم النيوترونية تولد في انفجارات المستعرات العظمى — والآن يربط العمل الجديد هذه الظواهر معًا.
🎯 يتولد المجال المغناطيسي للأرض أيضًا بتأثير الدينامو في النواة السائلة - لكنه هناك يعمل لمليارات السنين، بينما في الكولابسار تتم العملية بأكملها في ثوانٍ.
🎬 إذا كان كتاب الخيال العلمي يتخيلون مركبات فضائية بمحركات عجيبة، فإن الطبيعة قد بنت بالفعل مسرعاتها الخاصة - نفاثات الكولابسار التي تقذف المادة بسرعة تقارب سرعة الضوء.