لماذا تختلج نبضات قلب المجرة؟ ✛ ✎

الأصل: "Evidence for a spectral steepening of the gamma-ray emission from the Galactic Center ridge"
· A. Acharyya, F. Aharonian, H. Ashkar, M. Backes, R. Batzofin, Y. Becherini, D. Berge, K. Bernlöhr, M. Böttcher, C. Boisson, J. Bolmont, F. Brun, C. Burger-Scheidlin, T. Bylund, S. Casanova, D. Cecchin Momesso, M. Cerruti, M. Chakraborty, A. Chen, M. Chernyakova, J. O. Chibueze, O. Chibueze, T. Collins, B. Cornejo, G. Cotter, G. Cozzolongo, J. de Assis Scarpin, M. de Naurois, E. de Ona Wilhelmi, J. Devin, A. Djannati-Ataï, A. Dmytriiev, K. Egberts, K. Egg, C. Escanuela Nieves, P. Fauverge, S. Fegan, K. Feijen, M. D. Filipovic, G. Fontaine, S. Funk, S. Gabici, Y. A. Gallant, M. Genaro, J. F. Glicenstein, J. Glombitza, P. Goswami, M. -H. Grondin, L. Heckmann, B. Heß, W. Hofmann, T. L. Holch, M. Holler, M. Jamrozy, F. Jankowsky, A. Jardin-Blicq, I. Jaroschewski, D. Jimeno, I. Jung-Richardt, K. Katarzynski, D. Kerszberg, B. Khélifi, N. Komin, K. Kosack, D. Kostunin, R. G. Lang, S. Lazarevic, A. Lemière, M. Lemoine-Goumard, J. -P. Lenain, P. Liniewicz, A. Luashvili, J. Mackey, D. Maheso, D. Malyshev, D. Malyshev, V. Marandon, M. G. F. Mayer, A. Mehta, A. M. W. Mitchell, R. Moderski, L. Mohrmann, H. Ndiyavala, J. Niemiec, P. O'Brien, L. Olivera-Nieto, M. O. Moghadam, S. Panny, M. Panter, R. D. Parsons, P. Pichard, T. Preis, G. Pühlhofer, M. Punch, A. Quirrenbach, A. Reimer, O. Reimer, Q. Remy, H. X. Ren, B. Reville, F. Rieger, G. Roellinghoff, G. Rowell, B. Rudak, K. Sabri, V. Sahakian, A. Santangelo, M. Sasaki, F. Schüssler, J. N. S. Shapopi, I. Shebalkova, W. Si Said, H. Sol, L. Stawarz, R. Steenkamp, S. Steinmassl, T. Tanaka, A. M. Taylor, G. L. Taylor, R. Terrier, Y. Tian, M. Tsirou, N. Tsuji, T. Unbehaun, C. van Eldik, C. Venter, J. Vink, V. Voitsekhovskyi, T. Wach, S. J. Wagner, A. Wierzcholska, M. Zacharias, A. Zech, W. Zhong
arXiv:2608.25946v1 · 2026-08-26 · CC BY-NC-SA 4.0 · تحليل مستقل · 1 دقيقة
رصد العلماء حدًا أقصى لطاقة الجسيمات التي يسرّعها الثقب الأسود في مركز درب التبانة.

مركز مجرتنا مكان شديد الازدحام. هناك ثقب أسود فائق الكتلة، وحوله سحب غازية تدور، وكل ذلك يتوهج بأشعة غاما، وهي أكثر أنواع الضوء طاقة. جمعت التلسكوبات في صحراء ناميبيا هذا الضوء على مدى 16 عامًا، وراكمت 365 ساعة من الرصد. واتضح أن التوهج ليس منتظمًا، بل ينكسر: عند طاقة معينة يتراجع بشدة.

تولد أشعة غاما عندما تصطدم الأشعة الكونية، وهي جسيمات مشحونة سريعة، بالغاز. ومن توهج غاما يمكن استنتاج الطاقات التي تسارعت إليها هذه الجسيمات.

بنى العلماء نموذجًا ثلاثي الأبعاد: أين الغاز، وأين الجسيمات، وكيف تتصادم. وتبين أن الجسيمات في مركز المجرة لا تتسارع إلى ما لا نهاية. طاقتها محدودة: حوالي 15–50 تيرا إلكترون فولت. الأمر كما لو أن قلب المجرة لا يمكنه أن ينبض إلا بقوة معينة، لا أكثر. مصدر التسارع قريب جدًا من الثقب الأسود، في حدود 20 فرسخًا فلكيًا. وهذا أقل من المسافة بين الشمس وأقرب نجم.

في السابق، كانت التداخلات من مصادر أخرى تحجب حد الطاقة. والآن بعد العثور عليه، يمكن فهم كيفية تسريع الثقب الأسود للجسيمات بدقة أكبر. ولماذا ينبض "قلبه" بهذه الطريقة دون غيرها.

تحتوي المنطقة الجزيئية المركزية على حوالي 10% من إجمالي الغاز الجزيئي في المجرة، بينما تشغل 1% فقط من حجمها، وهي أكثر خزانات الغاز كثافة في درب التبانة.

\frac{dN}{dE} = N_0 \left(\frac{E}{E_0}\right)^{-\alpha - \beta \log(E/E_0)}
تصف المعلمة β انحناء الطيف؛ وβ=0 يقابل قانون القوة النقية.
w_{\rm CR}(>10\ {\rm TeV}) \sim 0.24 \left(\frac{r}{3\ {\rm pc}}\right)^{-1} \ {\rm eV\ cm}^{-3}
طاقة البروتونات فوق 10 تيرا إلكترون فولت في وحدة الحجم، والتي تتناقص عكسيًا مع المسافة من المركز.
العلماء
Bernhard RiemannJoseph WeberKarl SchwarzschildKip ThorneRainer WeissAlbert Einstein
المفاهيم
مركز المجرة انفجار غاما الثقب الأسود المركزي لدرب التبانة مصدر أشعة كونية فائقة الطاقة انفجارات شبه دورية النوى المجرية الحمراء الأشعة الكونية محرك مركزي