لا نقترح بأي حال من الأحوال أن تلسكوب Fermi Gamma-Ray الفضائي التابع لناسا يمكنه إحداث حالات وعي متغيرة ، ولكن هذه الصورة 'البعيدة' تشبه الفن المخدر في حقبة الستينيات. ومع ذلك ، توفر البيانات الموضحة هنا طريقة جديدة ومستنيرة للنظر إلى كائن تمت ملاحظته لأكثر من 400 عام. بعد سنوات من الدراسة ، كشفت البيانات التي جمعتها Fermi عن Tycho's Supernova Remnant يتألق بشكل مشرق في أشعة جاما عالية الطاقة.
يزود هذا الاكتشاف الباحثين بمعلومات إضافية عن أصل الأشعة الكونية (الجسيمات دون الذرية التي تسير بسرعة). العملية الدقيقة التي تعطي الأشعة الكونية طاقتها ليست مفهومة جيدًا لأن الجسيمات المشحونة تنحرف بسهولة عن طريق الحقول المغناطيسية بين النجوم. يجعل الانحراف عن طريق الحقول المغناطيسية بين النجوم من المستحيل على الباحثين تتبع الأشعة الكونية إلى مصادرها الأصلية.
'لحسن الحظ ، تنتج أشعة جاما عالية الطاقة عندما تصطدم الأشعة الكونية بالغاز البينجمي وضوء النجوم. قال فرانشيسكو جيوردانو من جامعة باري بإيطاليا ، 'تأتي أشعة جاما هذه إلى فيرمي مباشرة من مصادرها'.
ولكن إليك بعض الحقائق غير المخدرة حول بقايا المستعر الأعظم بشكل عام و Tycho بشكل خاص:
عندما يصل نجم ضخم إلى نهاية عمره ، يمكن أن ينفجر ، تاركًا وراءه بقايا مستعر أعظم تتكون من قشرة متوسعة من الغاز الساخن تدفعها موجة الصدمة للانفجار. في كثير من الحالات ، يمكن أن يكون انفجار سوبرنوفا مرئيًا على الأرض - حتى في وضح النهار. في نوفمبر 1572 ، تم اكتشاف 'نجم' جديد في كوكبة ذات الكرسي. من المعروف الآن أن هذا الاكتشاف هو أكثر المستعرات الأعظمية وضوحًا في الأربعمائة عام الماضية. غالبًا ما يُطلق على البقايا الموضحة أعلاه 'مستعر أعظم تايكو' ، تمت تسميتها على اسم عالم الفلك الدنماركي تايكو براهي ، الذي قضى وقتًا طويلاً في دراسة المستعر الأعظم.
تُظهر خريطة تايكو موقع المستعر الأعظم (أكبر رمز في الأعلى) بالنسبة إلى النجوم التي تشكل كاسيوبيا. رصيد الصورة: جامعة تورنتو
حدث المستعر الأعظم 1572 عندما اعتُبرت سماء الليل جزءًا ثابتًا وغير متغير من الكون. يعطي سرد Tycho للاكتشاف إحساسًا بمدى عمق اكتشافه. فيما يتعلق باكتشافه ، صرح Tycho ، 'عندما أقنعت نفسي أنه لم يلمع أي نجم من هذا النوع من قبل ، دفعتني إلى هذا الحيرة بسبب عدم تصديق الشيء الذي بدأت أشك فيه في إيمان عيني ، و لذا ، التفت إلى الخدم الذين كانوا يرافقونني ، فسألتهم عما إذا كانوا هم أيضًا يستطيعون رؤية نجم معين شديد السطوع…. أجابوا على الفور بصوت واحد أنهم رأوه تمامًا وأن الصوت كان شديد السطوع 'في عام 1949 ، وضع الفيزيائي إنريكو فيرمي Enrico Fermi (الذي يحمل الاسم نفسه تلسكوب فيرمي الفضائي لأشعة غاما) نظرية مفادها أن الأشعة الكونية عالية الطاقة تتسارع في الحقول المغناطيسية لسحب الغاز بين النجوم. بعد متابعة عمل فيرمي ، علم علماء الفلك أن بقايا المستعر الأعظم قد تكون أفضل المواقع المرشحة لمجالات مغناطيسية بهذا الحجم.
أحد الأهداف الرئيسية لتلسكوب فيرمي الفضائي لأشعة جاما هو فهم أصول الأشعة الكونية بشكل أفضل. يستطيع تلسكوب فيرمي الكبير (LAT) مسح السماء بأكملها كل ثلاث ساعات ، مما يسمح للأداة ببناء رؤية أعمق لسماء أشعة جاما. نظرًا لأن أشعة جاما هي أكثر أشكال الضوء نشاطًا ، فإن دراسة تركيزات أشعة جاما يمكن أن تساعد الباحثين في اكتشاف تسارع الجسيمات المسؤول عن الأشعة الكونية.
يضيف المؤلف المشارك ستيفان فونك (معهد كافلي للفيزياء الفلكية والجسيمات وعلم الكونيات) ، 'هذا الاكتشاف يعطينا دليلًا آخر يدعم فكرة أن بقايا المستعر الأعظم يمكنها تسريع الأشعة الكونية.'
بعد مسح السماء لما يقرب من ثلاث سنوات ، أظهرت بيانات LAT الخاصة بـ Fermi وجود منطقة من انبعاثات أشعة غاما مرتبطة ببقايا المستعر الأعظم Tycho. علق كيث بيشتول (طالب دراسات عليا في KIPAC) على الاكتشاف قائلاً: 'لقد علمنا أن بقايا المستعر الأعظم من Tycho يمكن أن تكون اكتشافًا مهمًا لـ Fermi لأن هذا الجسم قد تمت دراسته على نطاق واسع في أجزاء أخرى من الطيف الكهرومغناطيسي. اعتقدنا أنها قد تكون واحدة من أفضل الفرص المتاحة لنا لتحديد بصمة طيفية تشير إلى وجود بروتونات الأشعة الكونية '
يعتمد نموذج الفريق على بيانات LAT وأشعة غاما المعينة بواسطة المراصد الأرضية وبيانات الأشعة السينية. الاستنتاج الذي توصل إليه الفريق فيما يتعلق بنموذجهم هو أن عملية تسمى إنتاج الرواد هي أفضل تفسير للانبعاثات. الرسم المتحرك أدناه يصور بروتونًا يتحرك بسرعة تقارب سرعة الضوء ويضرب بروتونًا يتحرك بشكل أبطأ. تنجو البروتونات من الاصطدام ، لكن تفاعلها يخلق جسيمًا غير مستقر - بيون - بنسبة 14 بالمائة فقط من كتلة البروتون. في 10 ملايين من المليار من الثانية ، يتحلل البيون إلى زوج من فوتونات أشعة جاما.
إذا كان تفسير الفريق للبيانات دقيقًا ، فعندئذ يتم تسريع البروتونات داخل البقايا لتقترب من سرعة الضوء. بعد تسريعها إلى مثل هذه السرعات الهائلة ، تتفاعل البروتونات مع جسيمات أبطأ وتنتج أشعة جاما. مع كل العمليات المذهلة في العمل في بقايا المستعر الأعظم لتيخو ، يمكن للمرء أن يتخيل بسهولة مدى إعجاب براهي.
ولا حاجة للتعثر.
تعرف على المزيد حول تلسكوب فيرمي الفضائي لأشعة جاما على: http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/main/index.html
