يمثل الضوء والجسيمات الأكثر نشاطا في الكون لغزا دائما، وبالتأكيد، يمكننا تتبع بعضها، إلا أن هناك المزيد من إشعاع غاما والنيوترينوات المتدفقة عبر الكون أكثر مما يمكن تفسيره.
ووجد علماء الفلك للتو تفسيرا لبعضها: ثقوب سوداء نائمة تقريبا. وهذا، كما يقولون، يمكن أن يفسر الزيادة في أشعة غاما “اللينة” في الكون دون الاعتماد على الإلكترونات الباردة (غير الحرارية) – والذي كان دائما تفسيرًا إشكاليا، لأن الإلكترونات تصبح حرارية على نطاقات زمنية يُعتقد أنها أقصر من أن تولد جزيئات عالية-الطاقة.
ولا تعد أشعة غاما والنيوترينوات نادرة تماما، حيث يعتبر إشعاع غاما أكثر أشكال الضوء نشاطا في الكون، واكتُشف عند طاقات عالية للغاية – نطاق تيرا إلكترون فولت.
أما النيوترينوات، أو جسيمات الأشباح، فهي جسيمات عديمة الكتلة تقريبا تتدفق عبر الكون، بالكاد تتفاعل مع أي شيء على الإطلاق.
ومن أجل الحصول على هذه الطاقات، تتطلب الفوتونات والجسيمات الموجودة بداخلها وجود مسرّع كوني. ويجب أن تكون هذه الأجسام عالية الطاقة، مثل بقايا المستعر الأعظم، أو ثقب أسود يلتهم المواد بشكل نشط.
ولكن، حتى بمجرد أن نحسب هذه المصادر عالية الطاقة، ما يزال لدينا فائض من أشعة غاما في الطاقات “اللينة” المنخفضة، بالإضافة إلى فائض النيوترينو، وهو أمر يصعب تفسيره.
ووفقا لفريق من الباحثين بقيادة عالم الفلك شيجيو كيمورا، من جامعة توهوكو في اليابان، قد يأتي الفائض من مصدر غير متوقع: الثقوب السوداء الهائلة التي تكون نائمة تقريبا، ولكن ليس تماما، وليست نشطة تماما.
وعندما ينشط ثقب أسود فائق الكتلة، يحيط به قرص هائل من الغبار والغاز يُسحب ببطء إلى الثقب الأسود. وتعمل القوى الهائلة في الفضاء حول الثقب الأسود على تسخين المادة الموجودة في القرص بحيث تشتعل عبر مجموعة من الأطوال الموجية الكهرومغناطيسية، بما في ذلك إشعاع غاما.
وبالإضافة إلى ذلك، تُسحب بعض المواد حول الجزء الخارجي من الثقب الأسود على طول خطوط المجال المغناطيسي الخاصة به، والتي تعمل كمُسرّع باتجاه القطبين، حيث تُطلق في الفضاء بنسبة كبيرة من سرعة الضوء.
ويُعتقد أن كل مجرة بها ثقب أسود هائل في وسطها، لكن ليست جميعها نشطة. والثقب الأسود الهائل لمجرتنا، على سبيل المثال، غائم جدا.
وأوضح كيمورا وفريقه، أن فائض أشعة غاما في نطاق الطاقة المنخفض – ميغا إلكترون فولت بدلا من غيغا أو تيرا إلكترون فولت – يمكن إنتاجه عن طريق الثقوب السوداء الهائلة التي تتراكم عند مستوى منخفض بحيث تكون باهتة للغاية بالنسبة لتلسكوباتنا على الارض.
وفي الواقع، يمكن أن تصل البلازما الساخنة إلى مليارات الدرجات المئوية – ساخنة بدرجة كافية لتوليد إشعاع غاما في نطاق ميغا إلكترون فولت، أو ما نسميه أشعة غاما “اللينة”.
وداخل هذه البلازما، يمكن تسريع البروتونات إلى سرعات عالية. وعندما تتفاعل البروتونات عالية الطاقة مع الإشعاع والمادة، فإنها يمكن أن تولد النيوترينوات – وبالتالي تفسر أيضا زيادة النيوترينو. وهناك ما يكفي من هذه الثقوب السوداء الهائلة الهادئة في الكون لتفسير نسبة كبيرة على الأقل من هذه الإشارات الزائدة.
ومع هذه المعلومات، يجب أن يكون لدى علماء الفلك فكرة أفضل عما يجب البحث عنه في الملاحظات المستقبلية – وسيكون لغز أشعة غاما التي لا يمكن تفسيرها أقرب إلى الحل.
ونُشر البحث في مجلة Nature Communications.
المصدر: ساينس ألرت
