در سال ۱۹۹۷، نویسنده علمی تخیلی آرتور سی کلارک هفت عجایب جهان را انتخاب کرد. یکی از شگفتی هایی که او انتخاب کرد SS 433 بود، نه از زمین بلکه از فضا. SS 433 جالب است. کشش گرانشی قوی سیاهچاله مواد را از سطح ستاره می کشد و یک دیسک گازی داغ ایجاد می کند که سیاهچاله را تغذیه می کند. همانطور که ماده به سمت سیاهچاله کشیده می شود، دو جت ذره باردار با یک چهارم سرعت نور، عمود بر دیسک آزاد می کند.

SS 433 یک سیستم ستاره ای دوتایی است که در آن یک سیاهچاله و یک ستاره به دور یکدیگر می چرخند. جرم سیاهچاله حدود ده برابر خورشید ماست، در حالی که جرم ستاره مشابه است اما فضای بسیار بیشتری را اشغال می کند.

چرا جت های اخترفیزیکی اتفاق می افتند؟

ستاره شناسان در مورد چگونگی ورود مواد به جت کاملاً مطمئن نیستند. نظریه اصلی نشان می‌دهد که میدان‌های مغناطیسی قدرتمند در اطراف سیاه‌چاله ممکن است عامل آن باشند. احتمال دیگر این است که انرژی چرخشی خود سیاهچاله ممکن است نیروی پشت جت ها باشد یا حداقل در این فرآیند نقش داشته باشد.

این جت ها را می توان در محدوده رادیویی تا اشعه ایکس شناسایی کرد، اما آنچه شگفت آور است این است که پس از ناپدید شدن از دید، دوباره به عنوان منابع پرتو ایکس درخشان در فاصله حدود ۷۵ سال نوری از ما ظاهر می شوند. این پدیده برای مدت طولانی دانشمندان را متحیر کرده است.

میکروکوازارهایی مانند SS 433 اجرامی با جت هایی شبیه به جت هایی هستند که در کهکشان های فعال دیده می شوند، اما بسیار کوچکتر. در سال ۲۰۱۸، رصدخانه پرتو گامای چرنکوف (HAWC) برای اولین بار پرتوهای گامای بسیار پرانرژی را از SS 433 شناسایی کرد. این کشف سؤالاتی را در مورد مکان و چگونگی شتاب گرفتن ذرات در جت های اخترفیزیکی ایجاد کرد.

تعریف جت های اخترفیزیکی در فیزیک چیست؟

جت های اخترفیزیکی مانند مسیرهای باریکی هستند که جرم، تکانه، انرژی و شار مغناطیسی را از ستاره ها، کهکشان ها و دیگر اجرام آسمانی به فضای اطراف منتقل می کنند. به عبارت ساده، این جت ها مانند ساختارهای باریک، مخروطی یا استوانه ای هستند که به سمت بیرون امتداد می یابند.

رصد خانه H.E.S.S سپس مشاهداتی از SS 433 انجام داد و تابش پرتو گاما از جت ها را تشخیص داد. چیزی که بیش از همه دانشمندان را شگفت زده کرد این بود که موقعیت تابش پرتو گاما در سطوح مختلف انرژی تغییر کرد. فوتون‌های پرانرژی پرتو گاما فقط در جایی که جت‌ها دوباره ظاهر شدند شناسایی شدند که نشان‌دهنده شتاب ذرات کارآمد است.

محققان وابستگی انرژی مشاهده شده را شبیه سازی کردند و سرعت جت های بیرونی را تخمین زدند. تفاوت در سرعت پرتاب نشان دهنده یک شوک قوی، تغییر ناگهانی در خواص آن است. این شوک همچنین می تواند ظهور مجدد جت های اشعه ایکس را توضیح دهد.

سرپرست این مطالعه،  از این یافته‌ها ابراز شگفتی کرد و بر اهمیت درک شتاب ذرات در SS 433 تاکید کرد. نزدیکی SS 433 به زمین فرصت منحصر به فردی را برای مطالعه این پدیده فراهم می‌کند.

H.E.S.S رصدخانه واقع در نامیبیا نقش مهمی در این کشف داشت. این رصدخانه از جو به عنوان یک صفحه غول پیکر برای مشاهده پرتوهای گامای پرانرژی استفاده می کند. این رصدخانه که از سال ۲۰۰۲ عملیاتی شده است، از پنج تلسکوپ تشکیل شده است و بزرگترین تلسکوپ در نوع خود است که آسمان جنوب را در نور گامای پر انرژی رصد می کند.

چرا جت های اخترفیزیکی مهم هستند؟

جت های اخترفیزیکی که خروجی های سریع و متمرکز هستند، در پدیده های مختلف نجومی رایج هستند. آنها از اجسام فشرده بیرون می آیند که یا می چرخند یا مواد را از محیط اطراف خود جمع می کنند. اکنون مشخص شده است که این جت ها نقش مهمی در ارائه بازخورد و تأثیرگذاری بر توسعه سیستم هایی دارند که از آنها سرچشمه می گیرند.

منابع

iop

arxive

astronomy

phys.org