پس از چندین دهه، معمای منشأ پرتوهای کیهانی توسط اخترشناسان «رصدخانهی پیر آگور» (Pierre Auger Observatory) کشف شد.
بهگزارش مجلهی «نیوساینتیست» (New Scientist)، رصدخانهی مذکور در «آرژانتین» اولین گواه قوی را در این باره بهدست آورد.
بنابراین گزارش سیاهچالههای ابر پُرجرم در نزدیکی کهکشانها، منشأ پرتوهای کیهانی محسوب میشوند.
فرض کنید تکپروتونی مثل: توپ بیسبالی - که به چوب بیسبال برخورد میکند - با جو زمین برخورد کند. چند دهه دانشمندان گمان میکردند که پروتونها و دیگر ذرهها با چنین انرژیهای عظیمی بهنام «پرتوهای کیهانی فرا پرانرژی»، محیط پُرآشوب اطراف سیاهچالههای غول در مرکز کهکشانها نشأت گرفتهاند.
«پُل مانچ» سرپرست گروه تحقیقاتی رصدخانهی «پیر آگور» از شتابدهندهی فرمی (Fermi Accelerator) میگوید: «این کشفی است تاریخی در هر دو حوزهی فیزیک و اختر فیزیک». در این بررسی، رصدخانهی فوق 27 پرتو کیهانی را با انرژیهای بیش از 57 میلیارد میلیارد الکترون ولت ثبت کردند.
این تیم تحقیقاتی بیش از 20 عدد از این پرتوها را در نقاطی در آسمان شناسایی کردند که در آنجا «کهکشانهای هستههای فعال» (AGN) وجود دارند.
«مانچ» و همکاران وی اذعان میکنند که کمتر از یک درصد آنها در ردیف پرتوهای کیهانی و کهکشانهای فعال بودهاند.
«کهکشانهای هستههای فعال» (AGN)ها همگی تقریباً نزدیک به «راه شیری» هستند و فاصلهی آنها از «راه شیری» فقط 326 میلیون سال نوری است. در «کهکشانهای هستههای فعال» (AGN)ها، سیاهچالههایی هستند که گاز و گرد و غبار را پراکنده میکنند. هنگامی که این گازها و گرد و غبار بهصورت مارپیچی غوطهور هستند گرم شده و تابش پرانرژی از خود ساطع می کنند. علاوه بر این «کهکشانهای هستههای فعال» (AGN)ها جتهای عظیمی از گازهای سریع را گسیل مینمایند.
این جتها باید پرتوهای کیهانی را با انرژیهایی چون میلیونها برابر شتابدهندههای دستساخت فیزیکدانان پرتاب کنند.
«مانچ» خاطر نشان می کند که «ما واقعاً مکانیسم این شتاب را نمیدانیم». وقتی پرتوهای کیهانی به لایهی بالایی جو برخورد میکنند ذرههای ثانویهای خلق میشوند. این فرایند اصطلاحاً «پدیدهی آبشاری» نامیده میشود و میتواند مساحتی بیش از 40 کیلومتر مربع بههنگام رسیدن انها به سطح زمین را پوشش دهند.
این رصدخانه بیش از 1600 تانک آب دارد که نقش آشکارسازهای ذرهها و پرتوها را برعهده دارند.
معمولاً این بارشها، مساحتی حدود 2400 کیلومتر مربع را با 24 تلسکوپ فرانبفش پوشش میدهند که میتواند پرتوهای ضعیف نور را - که توسط آبشار تولید میشود - شناسایی کند. پرتوهای کیهانی با انرژی پایینتر ممکن است از باقیماندههای «ابر نو اخترها»ی واقع در راه شیری نشأت گرفته باشد؛ ولی چنین ذرههایی بهراحتی توسط میدانهای مغناطیسی - که در جهتشان طوری است که کلیهی اطلاعات رسیده را خنثی میکنند - منعکس میشوند.
از طرف دیگر پرتوهای پر انرژی تقریباً به خط راست از منبعشان حرکت میکنند. پُرانرژیترین پرتوها نادرترین نوع از این دست نیز هستند. آنها در هر قرن، یک کیلومتر مربع بر روی زمین را پوشش میدهند و برای شناسایی آنها باید از رصدخانهای بهبزرگی «آگور» استفاده کرد. بین جهت پرتوهای کیهانی و مکان «کهکشانهای هستههای فعال» (AGN)ها تقاطعی وجود دارد که برمی آید که اکثر این پرتوهای پُرانرژی، پروتونهایی هستند که از میدانهای مغناطیسی بین کهکشانی تا زمین سفر کردهاند. اخترشناس پرتو کیهانی، «تروور ویکس» (Trevor Weekes) از «مرکز اسمیتسونی هاروارد» (Smithsonian Harvard Center) بخش اخترفیزیک کمبریج در حالی از این کشف کمی شگفت زده شده میگوید که این بررسی مهم است زیرا مشخص میکند که پرتوهای پُرانرژی، نزدیک «کهکشانهای هستههای فعال» (AGN)ها نیستند.
یافتههای جدید دانشمندان مجبور به ساختن رصدخانه دومی مشابه با «آگور» در نیمکرهی شمالی میکند. |