مسرّع خفي في نفاثة SS 433 ✎ سريع

الأصل: "Magnetic rigidity reveals the PeVatron acceleration region in SS433"
arXiv:2608.02314v1 · 2026-08-03 · arXiv non-exclusive · تحليل مستقل · 2 دقيقة
في نفاثات الميكروكويزار SS 433 اكتُشف مصيدة مغناطيسية تسرّع الجسيمات إلى طاقات أعلى بملايين المرات من طاقات مصادم الهادرونات الكبير.

المتسابق الكوني SS 433 ينطلق عبر المجرة، قاذفًا نفاثتين ضيقتين من الغاز شديد الحرارة بسرعة ربع سرعة الضوء. هذا هو ميكروكويزار — نظام ثنائي حيث يسحب الثقب الأسود المادة من نجم عادي، وينطلق جزء منها بعيدًا على شكل نفاثات. مؤخرًا، التقطت التلسكوبات من هذه النفاثات أشعة غاما بطاقة تتجاوز 100 تيرا إلكترون فولت، وكانت قادمة من منطقة تصطدم فيها النفاثة بسحابة بين النجوم. لكن أين تولد الجسيمات القياسية بالضبط ظل لغزًا.

حللت مجموعة دولية من علماء الفلك الملاحظات الأرشيفية لنظام SS 433 باستخدام مصفوفة خط الأساس الطويل جدًا (VLBA). قاموا بقياس كيفية تغير المجال المغناطيسي على طول الجزء الداخلي من النفاثة، على مسافات تصل إلى عشرات الوحدات الفلكية من الجسم المركزي. اتضح أن المجال يضمحل وفقًا للقانون B ∝ H⁻⁰·⁵، حيث H هو البعد عن المصدر المضغوط. هذه نتيجة أساسية: في النفاثة المخروطية، يعني هذا الاعتماد أن الصلابة المغناطيسية (حاصل ضرب المجال في حجم منطقة التسارع) لا تنخفض مع المسافة بل تزداد. بعبارة أخرى، كلما ابتعدنا عن الثقب الأسود، زادت الطاقة التي يمكن لهذا «المدفع» الطبيعي أن يحتجزها ويسرّعها.

الصلابة المغناطيسية هي قدرة المجال المغناطيسي على إبقاء الجسيم في مسار دائري. وكلما زادت، زادت الطاقة التي يمكن تسريع البروتون إليها قبل أن يهرب من المصيدة.

نمو الصلابة يؤدي إلى أن حد هيلاس (أقصى طاقة متاحة للمسرّع) على مسافة عدة مئات من الوحدات الفلكية يتجاوز بكثير البيتا إلكترون فولت (PeV). وهذا هو المقدار المطلوب — حوالي 2.6 بيتا إلكترون فولت — لتوليد كوانتا غاما التي رصدها مرصد LHAASO. وهكذا، في نفاثة SS 433، تم اكتشاف بيفاترون خفي — مسرّع بروتونات إلى طاقات بيتا إلكترون فولتية، يقع أقرب بكثير إلى الثقب الأسود من «الفقاعات» الممتدة لتوهج تيرا إلكترون فولت. الجسيمات العملاقة تولد في قلب النفاثة، قبل وقت طويل من الاصطدام بالسحابة.

للمقارنة: طاقة 2.6 بيتا إلكترون فولت تعادل 400 ضعف الرقم القياسي لمصادم الهادرونات الكبير. يحمل هذا البروتون الواحد طاقة مجهرية — مثل بعوضة طائرة، لكن مضغوطة في حجم دون ذري.

الآن أصبح واضحًا: نفاثة SS 433 ليست مجرد أنبوب لتصريف الغاز، بل مدفع متعدد المراحل، حيث يقوم المجال المغناطيسي بتسريع البروتونات خطوة بخطوة إلى طاقات لا يمكن بلوغها على الأرض. والبيفاترون الخفي بداخلها ليس سوى المرحلة الأولى من هذا المسرّع الكوني.

طاقة 2.6 بيتا إلكترون فولت تعادل طاقة بعوضة طائرة، لكنها مركزة في بروتون واحد فقط. إذا أُطلق هذا الجسيم على هدف، فسيسبب وابلًا من الجسيمات الثانوية، مثل ضربة نيزك مجهري.

في رواية ألاستير رينولدز «فضاء الوحي»، تستخدم القطع الأثرية الفضائية النفاثات النسبية للسفر بين النجوم — تمامًا كما يسرّع SS 433 المادة إلى سرعات قريبة من الضوء.

B(H) \propto H^{-0.50\pm0.12}
المجال المغناطيسي B يضمحل مع المسافة H من الجسم المركزي وفق قانون قوة بأس حوالي -0.5.
العلماء
Jacob BekensteinStephen HawkingAlbert EinsteinHans BetheLise MeitnerMargaret Burbidge
المفاهيم
مصادم الهادرونات الكبير نواة مجرة نشطة الثقب الأسودإنتروبيا بيكينشتاين-هوكينجتكافؤ الكتلة والطاقةمعادلات أينشتاين للمجالإشعاع هوكينغالعدسات الجاذبيةتأثير لينس-ثيرينغ