ويكيبيديا

نفث فلكي فيزيائي

حزمة من المادة المؤينة تتدفق على طول محور جرم فلكي دوار

النفث الفلكي الفيزيائي هو ظاهرة فلكية حيث تنبعث تدفقات من المادة المتأينة من مراكز بعض المجرات النشطة والمجرات الراديوية والنجوم الزائفة كشعاع ممتد على طول محور الدوران.[1] تمتد هذه التدفقات إلى عدة آلاف أو حتى مئات الآلاف من السنوات الضوئية. وعند تسارع هذه المادة بشكل كبير في الشعاع تقترب من سرعة الضوء، النفث الفلكي الفيزيائي يصبح نفث نسبوي لأنه يظهر تأثيرات النسبية الخاصة.[2]

تشكيل هذة الظاهرة ومصدر طاقتها ليس مفهوما تماما، ولكن من المحتمل أن تنشأ من التفاعلات الديناميكية داخل الأقراص المتراكمة أو من العمليات النشطة المرتبطة بالأجسام المركزية المدمجة مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية أو النباضات. أحد التفسيرات المحتملة هو أن المجالات المغناطيسية المتشابكة[2] تستهدف شعاعين متعارضان تماما بعيدا عن المصدر المركزي من زوايا عرضها بضع درجات فقط (c.>1% ).[3] ووفقا لفرضية أخرى، فإن النفثات هي نتيجة تأثير في النسبية العامة المعروف باسم تباطؤ الإطار المرجعي.

تنشأ معظم النفثات الأكبر والأكثر نشاطًا من خلال الثقوب السوداء الهائلة في وسط المجرات النشطة مثل النجوم الزائفة والمجرات الراديوية أو داخل العناقيد المجرية.[4]

النفث النسبوي

عدل
 
مجرة مسييه 87 ينبعث منها نفث نسبوي، كما يتضح من مرصد هابل الفضائي.

النفث النسبوي هي أشعة من المواد المتأينة تتسارع بالقرب من سرعة الضوء. معظمها مرتبط بشكل رصدي مع الثقوب السوداء المركزية لبعض المجرات النشطة، المجرات الراديوية أو الكوازارات، وأيضا من قبل الثقوب السوداء النجمية المجرة، والنجوم النيوترونية أو النباضات. قد تمتد أطوال الشعاع بين عدة آلاف[5] إلى مئات الآلاف[6] أو ملايين الفراسخ.[3] سرعات النفثات عند الاقتراب من سرعة الضوء تظهر تأثيرات بارزة لنظرية النسبية الخاصة. على سبيل المثال، الإشعاع النسبوي الذي يغير سطوع الشعاع الظاهري.[7]

لا تزال الآليات وراء تكوين النفثات غير مؤكدة.[8] على الرغم من أن بعض الدراسات تحبذ النماذج التي تتكون فيها النفثات من خليط محايد كهربائيا من النويات -الإلكترونات والبوزيترونات، في حين أن بعض الدراسات الآخرى تتسق مع النفثات المكونة من بلازما الإلكترون البوزيترون.[9][10][11]

النفثات النسبوية من النجوم النيوترونية

عدل
 
نبّاض IGR J11014-6103 مع بقايا المستعر الأعظم والسديم والنفثات

يمكن أيضا رصد نفثات من النجوم النيوترونية المغزلية. ومن الأمثلة على ذلك نباض IGR J11014-6103، الذي يحتوي على أكبر نفثات مرصودة حتى الآن في مجرة درب التبانة الذي تقدر سرعتة بنحو 80٪ من سرعة الضوء. ولقد رصدالأشعة السينية ولكن لا يوجد أي دليل مكتشف للأشعة راديوية ولا لقرص مزود.[12][13] وفي البداية، كان يعتقد أن هذا النباض يدور بسرعة ولكن القياسات في وقت لاحق تشير إلى معدل غزل 15.9 Hz فقط.[14][15] مثل معدل التدوير البطيء هذا وغياب وجود مواد تراكم يشير إلى أن النفثات ليست مدعوعة من الدوران ولا المواد المتراكمة، على الرغم من أن النفثات تبدو متراصفة مع محور دوران النباض وعمودية على حركتة الحقيقية.

الدوران كمصدر محتمل للطاقة

عدل

كي يحدث النفث النسبوي، تلزم كمية هائلة من الطاقة لبدء ذلك، لذا من المحتمل أن تنتج بعض النفثات عن دوران الثقوب السوداء. لكن تردد الطاقة العالية للمصادر الفلكية ذات النفثات قد يشير إلى اجتماع عدة آليات مختلفة ومحددة بشكل غير مباشرٍ بالطاقة داخل القرص المزود أو الأشعة السينية المنبعثة من المصدر. وهناك نظريتان تُستخدمان لشرح كيفية انتقال الطاقة من الثقب الأسود إلى النفث الفلكي، وهما كالتالي:

  • طريقة بلانفورد–زناجيك:[16] حيث تشرح هذه النظرية استخراج الطاقة من الحقول المغناطيسية حول القرص المزود، والتي تُسحب بدورها وتُفتل نتيجة دوران الثقب الأسود. ثم تُطلق المادة النسبوية بشكل ملائم عن طريق تضييق (شدّ) خطوط الحقل.
  • آلية بنروز:[17] تُستخرج الطاقة هنا من الثقب الأسود الدوار عن طريق تباطؤ الإطار المرجعي، حيث أُثبتت لاحقاً –نظرياً –قدرة هذه الآلية على استخراج طاقة الجسيم النسبوية والزخم،[18] وأظهرت أنها إحدى الآليات الممكنة لتشكل النفث.[19]

صور أخرى

عدل

مصادر

عدل
  1. ^ Beall، J. H. (2015). "A Review of Astrophysical Jets". Proceedings of Science: 58. Bibcode:2015mbhe.confE..58B. مؤرشف من الأصل في 2019-12-15. اطلع عليه بتاريخ 2017-02-19.
  2. ^ ا ب Morabito، Linda A.؛ Meyer، David (2012). "Jets and Accretion Disks in Astrophysics – A Brief Review". arXiv:1211.0701 [physics.gen-ph]. {{استشهاد بأرخايف}}: الوسيط |arxiv= مطلوب (مساعدة)
  3. ^ ا ب Wolfgang، K. (2014). "A Uniform Description of All the Astrophysical Jets". Proceedings of Science: 58. Bibcode:2015mbhe.confE..58B. مؤرشف من الأصل في 2019-12-15. اطلع عليه بتاريخ 2017-02-19.
  4. ^ Beall، J. H (2014). "A review of Astrophysical Jets". Acta Polytechnica CTU Proceedings. ج. 1 ع. 1: 259–264. Bibcode:2014mbhe.conf..259B. DOI:10.14311/APP.2014.01.0259.
  5. ^ Biretta، J. (6 يناير 1999). "Hubble Detects Faster-Than-Light Motion in Galaxy M87". مؤرشف من الأصل في 2021-11-11.
  6. ^ "Evidence for Ultra-Energetic Particles in Jet from Black Hole". Yale University – Office of Public Affairs. 20 يونيو 2006. مؤرشف من الأصل في 2008-05-13.
  7. ^ Semenov، V.؛ Dyadechkin، S.؛ Punsly، B. (2004). "Simulations of Jets Driven by Black Hole Rotation". ساينس. ج. 305 ع. 5686: 978–980. arXiv:astro-ph/0408371. Bibcode:2004Sci...305..978S. DOI:10.1126/science.1100638. PMID:15310894.
  8. ^ Georganopoulos، M.؛ Kazanas، D.؛ Perlman، E.؛ Stecker، F. W. (2005). "Bulk Comptonization of the Cosmic Microwave Background by Extragalactic Jets as a Probe of Their Matter Content". المجلة الفيزيائية الفلكية. ج. 625 ع. 2: 656. arXiv:astro-ph/0502201. Bibcode:2005ApJ...625..656G. DOI:10.1086/429558.
  9. ^ Hirotani، K.؛ Iguchi، S.؛ Kimura، M.؛ Wajima، K. (2000). "Pair Plasma Dominance in the Parsec‐Scale Relativistic Jet of 3C 345". المجلة الفيزيائية الفلكية. ج. 545 ع. 1: 100–106. Bibcode:2000ApJ...545..100H. DOI:10.1086/317769.
  10. ^ Electron–positron Jets Associated with Quasar 3C 279 نسخة محفوظة 16 مايو 2017 على موقع واي باك مشين.
  11. ^ Naeye، R.؛ Gutro، R. (9 يناير 2008). "Vast Cloud of Antimatter Traced to Binary Stars". ناسا. مؤرشف من الأصل في 2017-05-18.
  12. ^ "Chandra :: Photo Album :: IGR J11014-6103 :: June 28, 2012". مؤرشف من الأصل في 2018-09-24.
  13. ^ Pavan، L.؛ وآخرون (2015). "A closer view of the IGR J11014-6103 outflows". Astronomy & Astrophysics. ج. 591: A91. arXiv:1511.01944. Bibcode:2016A&A...591A..91P. DOI:10.1051/0004-6361/201527703.
  14. ^ Pavan، L.؛ وآخرون (2014). "The long helical jet of the Lighthouse nebula, IGR J11014-6103" (PDF). مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية. ج. 562: A122. arXiv:1309.6792. Bibcode:2014A&A...562A.122P. DOI:10.1051/0004-6361/201322588. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2020-09-26. Long helical jet of Lighthouse nebula page 7
  15. ^ Halpern، J. P.؛ وآخرون (2014). "Discovery of X-ray Pulsations from the INTEGRAL Source IGR J11014-6103". المجلة الفيزيائية الفلكية. ج. 795 ع. 2: L27. arXiv:1410.2332. Bibcode:2014ApJ...795L..27H. DOI:10.1088/2041-8205/795/2/L27.
  16. ^ Blandford، R. D.؛ Znajek، R. L. (1977). "Electromagnetic extraction of energy from Kerr black holes". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. ج. 179 ع. 3: 433. arXiv:astro-ph/0506302. Bibcode:1977MNRAS.179..433B. DOI:10.1093/mnras/179.3.433.
  17. ^ Penrose، R. (1969). "Gravitational Collapse: The Role of General Relativity". Rivista del Nuovo Cimento. ج. 1: 252–276. Bibcode:1969NCimR...1..252P. Reprinted in: Penrose، R. (2002). ""Golden Oldie": Gravitational Collapse: The Role of General Relativity". General Relativity and Gravitation. ج. 34 ع. 7: 1141–1165. Bibcode:2002GReGr..34.1141P. DOI:10.1023/A:1016578408204.
  18. ^ Williams، R. K. (1995). "Extracting X-rays, Ύ-rays, and relativistic e−e+ pairs from supermassive Kerr black holes using the Penrose mechanism". فيزيكال ريفيو. ج. 51 ع. 10: 5387–5427. Bibcode:1995PhRvD..51.5387W. DOI:10.1103/PhysRevD.51.5387. PMID:10018300.
  19. ^ Williams، R. K. (2004). "Collimated Escaping Vortical Polar e−e+Jets Intrinsically Produced by Rotating Black Holes and Penrose Processes". المجلة الفيزيائية الفلكية. ج. 611 ع. 2: 952–963. arXiv:astro-ph/0404135. Bibcode:2004ApJ...611..952W. DOI:10.1086/422304.
مجلوبة من «https://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=نفث_فلكي_فيزيائي&oldid=68364348»