اكتشاف مصدر الأشعة الكونية في درب التبانة اللغز الذي حير العلماء منذ قرن

اكتشف العلماء، منذ قرن تقريبا، أن بعض الإشعاعات التي تضرب الغلاف الجوي للأرض ليست من الشمس، بل هي إشعاعات كونية تأتي من مجرة درب التبانة.وتعتبر الأشعة الكونية عبارة عن بروتونات عالية الطاقة ونواة ذرية جردت من إلكتروناتها وتعرضت لعمليات تسريع كبيرة جدا تصل إلى سرعة قريبة من سرعة الضوء، ورغم اكتشافها قبل قرن، إلا أن الألغاز ما زالت تحيط بمصدر هذه الأشعة حتى اليوم.وبحسب مجلة “sciencealert” العلمية، يساعد هذا الاكتشاف على حل لغز حير العلماء لأكثر من 100 عام وهو خطوة رئيسية نحو التحديد الدقيق لمصدر الأشعة الكونية.

واعتقد العلماء، في وقت سابق أن الأشعة الكونية تنشأ من العديد من المصادر، مثل الشمس والمستعرات العظمى وانفجارات أشعة غاما (GRBs) وكان أصلها الدقيق لغزا منذ اكتشافها لأول مرة في عام 1912.افترض علماء الفلك أن بقايا المستعرات الأعظمية (الآثار اللاحقة لانفجارات المستعر الأعظم) مسؤولة عن تسريعها إلى ما يقرب من سرعة الضوء.

وخلال السنوات الأخيرة، دفعت الملاحظات المحسّنة بعض العلماء إلى التكهن بأن بقايا المستعر الأعظم تؤدي إلى ظهور أشعة كونية لأن البروتونات التي تسرعها تتفاعل مع البروتونات الأخرى الموجودة في الفضاء لتكوين أشعة غاما عالية الطاقة (VHE).

ودرس فريق البحث، الذي ضم أعضاء من جامعة “ناغويا”، والمرصد الفلكي الوطني في اليابان (NAOJ)، وجامعة أديلايد في أستراليا بقايا المستعر الأعظم الذي يحمل الزمز (RX J1713)، وكان مفتاح بحثهم هو النهج الجديد الذي طوروه لتحديد مصدر أشعة غاما في الفضاء بين النجوم.

وأظهرت الملاحظات أن شدة أشعة غاما VHE الناتجة عن اصطدام البروتونات بالبروتونات الأخرى في الكون تتناسب مع كثافة الغاز بين النجوم، والتي يمكن تمييزها باستخدام التصوير الخطي الراديوي.اعتمد الفريق على البيانات التي حصل عليها للنظام المجسم عالي الطاقة (HESS)، وهي بيانات من مرصد أشعة غاما VHE الموجود في ناميبيا (ويديره معهد ماكس بلانك للفيزياء النووية).

وقاموا بدمج هذا مع بيانات الأشعة السينية التي حصل عليها مرصد بعثة المرآة المتعددة للأشعة السينية (XMM-Newton) التابع لوكالة الفضاء الأوروبية وبيانات التي توضح توزيع الغاز في الوسط بين النجوم

وأشارت نتائج الأبحاث إلى أن أشعة غاما الصادرة عن البروتونات أكثر شيوعًا في المناطق التي تتواجد بين مجموعات النجوم الغنية بالغاز، في حين أن تلك التي تسببها الإلكترونات تنتشر في المناطق الفقيرة بالغاز.

قال البروفيسور الفخري ياسو فوكوي، المؤلف الرئيسي للدراسة: “لم يكن من الممكن تحقيق هذه الطريقة الجديدة بدون تعاون دولي. وسيتم تطبيقها على المزيد من بقايا المستعر الأعظم باستخدام تلسكوب أشعة غاما من الجيل التالي (CTA) بالإضافة إلى المراصد الموجودة، والتي ستعمل على تقديم دعم كبير لدراسة أصل الأشعة الكونية”.