به گزارش ثریا پژوهشگران به جمعآوری دادههای چندین تلسکوپ پرداختهاند تا نشان دهند که مرگ ناشی از انفجار ستارهای میتواند برخی از سریعترین ذرات جهان را ایجاد کند.
"برخورددهنده هادرونی بزرگ"(LHC) در "سازمان اروپایی پژوهشهای هستهای" یا "سرن"(CERN)، یکی از جاهطلبانهترین اقدامات در حوزه فیزیک ذرات به شمار میرود. دانشمندان با هزینهای حدود پنج میلیارد دلار توانستند حلقهای از آهنرباهای ابررسانا را بسازند که آنقدر سرد شد تا به دمایی سردتر از فضا برسد. آنها میتوانند از این فناوری برای شتاب دادن ذرات زیراتمی استفاده کنند تا به سرعتی نزدیک به سرعت نور برسند.
در هر حال، طبیعت این کار را بهتر انجام میدهد. بیش از یک قرن است که فیزیکدانان از وجود پرتوهای کیهانی که ذرات بارداری از فضای بیرونی هستند و روی زمین فرود میآیند، شگفتزده شدهاند. پرتوهای کیهانی میتوانند با سرعتی بیش از یک "پتا الکترون ولت"(PeV) انرژی به سیاره ما برسند. اگرچه هیچ کمبودی برای مطالعه پرتوهای کیهانی وجود ندارد اما دانشمندان عمدتا درک نکردهاند که دقیقا چه چیزی میتواند ذرات را به داشتن چنین سرعتهای فوقالعادهای سوق دهد.
گروهی متشکل از پنج دانشمند در پروژه جدیدی تلاش کردهاند که این معما را تا حدودی حل کنند. آنها از طریق ترکیب دادههای "تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی"(FGST) ناسا با مشاهدات به دست آمده از ۹ آزمایش دیگر، یک باقیمانده ابرنواختر را به عنوان منبع پروتونهای PeV شناسایی کردهاند. کشف این کارخانههای پرتو کیهانی که دانشمندان آنها را "پِواترون"(PeVatron) مینامند، در نهایت به آنها کمک میکند تا شرایط محیطی که این ذرات را به حرکت در میآورند و نقشی را که در تکامل کیهان دارند، مشخص کنند.
"کی فانگ"(Ke Fang)، اخترفیزیکدان "دانشگاه ویسکانسین-مدیسن"(UW–Madison) و سرپرست این پژوهش گفت: شناسایی این پِواترونها، نخستین گام به سوی درک جهان پر انرژیتر خواهد بود. تاکنون، تنها دو پِواترون بالقوه در کهکشان راه شیری ردیابی شدهاند؛ یک سیاهچاله بزرگ در مرکز کهکشان ما و یک منطقه ستارهساز که در حومه آن قرار دارد. در نظریهها، بقایای ابرنواختر که گاز و غبار به جا مانده از مرگ انفجاری ستارگان هستند نیز باید بتوانند پروتونهای PeV را تولید کنند اما تاکنون، هیچ شواهدی برای تایید این موضوع وجود نداشته است.
"متیو کر"(Matthew Kerr)، فیزیکدان آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی آمریکا"(NRL) و از پژوهشگران این پروژه گفت: وقتی ستارههای بزرگ منفجر میشوند، امواج ضربهای را تولید میکنند که در محیط میانستارهای منتشر میشوند. پروتونها در میدان مغناطیسی بقایای ابرنواختر به دام میافتند، در مجاورت امواج ضربهای چرخ میزنند و با هر دور تقویت میشوند. این روند تقریبا مانند موجسواری است و تا زمانی که انرژی کافی را برای فرار به دست آورند، ادامه مییابد. در هر حال، ما در واقع نمیتوانیم به آنجا برویم و یک آشکارساز ذره را در بقایای ابرنواختر قرار دهیم تا بفهمیم که آیا این نظریه درست است یا خیر.
اگرچه مقدار زیادی از پروتونهای PeV به زمین میافتند اما دانشمندان نمیتوانند بگویند که این ذرات از کدام جهت میآیند زیرا پرتوهای کیهانی در جهان به صورت زیگزاگ حرکت میکنند. آنها مانند توپهای پینگپنگ پرتاب میشوند و در میدانهای مغناطیسی میچرخند. این موضوع، ردیابی آنها را برای رسیدن به منشا غیرممکن میسازد. با بررسی بقایای ابرنواختر، دانشمندان متوجه درخشش پرتوهای گاما شدند که بر خلاف ذرات باردار، در خطوط مستقیمی از محل تولد خود به طرف زمین حرکت میکنند. این یک سرنخ بود که نشان میداد اگر پروتونهای PeV وجود داشته باشند، ممکن است با گاز بین ستارهای در تعامل قرار بگیرند و ذرات ناپایداری به نام "پیون"(pions) را تولید کنند که به سرعت به پرتوهای گاما تجزیه میشوند.
پرتوهای گاما که از این بقایای ابرنواختر منتشر میشوند، از سال ۲۰۰۷ توسط تلسکوپها دیده شدهاند اما نور فوقالعاده پرانرژی تا سال ۲۰۲۰ شناسایی نشد. رصدخانه "HAWC" در مکزیک، در سال ۲۰۲۰ آن را شناسایی کرد و علاقه دانشمندانی را که در جستجوی پِواترونهای کهکشانی بودند، برانگیخت. هنگامی که پرتوهای گاما به جو ما میرسند، میتوانند بارانی از ذرات باردار تولید کنند که با تلسکوپهای روی زمین قابل اندازهگیری هستند. دانشمندان با استفاده از دادههای HAWC توانستند مشخص کنند که پرتوهای گاما از بقایای ابرنواختر میآیند اما آنها نتوانستند بگویند که آیا نور توسط پروتونها تولید شده است یا الکترونهای سریع که میتوانند پرتوهای گاما، پرتوهای ایکس و امواج رادیویی با انرژی پایینتر را ساطع کنند.
این گروه پژوهشی، دادههایی را در طیف گستردهای از انرژیها و طول موجها بررسی کردند که در دهه گذشته با استفاده از ۱۰ رصدخانه مختلف جمعآوری شده بودند. سپس، آنها به شبیهسازی رایانهای روی آوردند. پژوهشگران با تغییر دادن مقادیر مختلفی مانند قدرت میدان مغناطیسی یا چگالی ابر گازی سعی کردند شرایط لازم برای محاسبه طول موجهای مختلف نور را بازتولید کنند. صرف نظر از آنچه آنها تنظیم کردند، الکترونها نمیتوانستند تنها منبع باشند. شبیهسازیهای آنها تنها در صورتی با بالاترین دادههای انرژی مطابقت دارد که پروتونهای PeV به عنوان منبع اضافی نور در نظر گرفته شود.
"هنریک فلیشک"(Henrike Fleischhack)، اخترشناس "دانشگاه کاتولیک آمریکا"(CUA) که نخستین بار دو سال پیش این تجزیه و تحلیل را فقط با مجموعه دادههای رصدخانه HAWC انجام داده بود، گفت: ما توانستیم این موضوع را رد کنیم که تابش عمدتا توسط الکترونها تولید میشود زیرا طیفی که ما به دست آوردیم، با مشاهدات مطابقت نداشت.
به گفته فلیشک، انجام دادن یک تحلیل روی چند طول موج، بسیار مهم بود زیرا برای مثال، به پژوهشگران نشان داد که افزایش تعداد الکترونها در یک طول موج منجر به عدم تطابق بین دادهها و شبیهسازی در طول موج دیگر میشود. این بدان معناست که تنها راه برای توضیح دادن طیف کامل نور، حضور پروتونهای PeV بود.
"دیوید سالتزبرگ"(David Saltzberg)، اخترفیزیکدان "دانشگاه کالیفرنیا، لسآنجلس"(UCLA) که از اعضای این گروه پژوهشی نبوده است، گفت: این نتیجه مستلزم توجه بسیار دقیق به بودجه انرژی بود. این پژوهش نشان میدهد که برای پاسخ دادن به پرسشهای بزرگ، به آزمایشها و رصدخانههای بسیاری نیاز داریم.
فانگ امیدوار است که در آینده، پِواترونهای بیشتری پیدا شوند که به آنها کمک کنند تا بفهمند آیا این یک کشف منحصربهفرد است و اینکه آیا همه اجساد ستارهای، توانایی شتاب دادن به ذرات تا چنین سرعتی را دارند یا خیر. وی افزود: این میتواند فقط نوک کوه یخ باشد. فناوریهای رو به رشدی مانند "آرایه تلسکوپ چرنکوف"(CTA) حتی ممکن است بتوانند پِواترونها را فراتر از کهکشان خودمان پیدا کنند.
سالتزبرگ نیز باور دارد که آزمایشهای نسل بعدی ممکن است بتوانند "نوترینوها"(Neutrinos) را که از بقایای ابرنواختر میآیند، ببینند. نوترینوها، ذراتی ریز و خنثی هستند که میتوانند هنگام فروپاشی پیونها نیز ایجاد شوند. تشخیص آنها با "رصدخانه ردیاب نوترینو آیس کیوب"(IceCube Neutrino Observatory) صورت میگیرد که ردپای آنها را در قطب جنوب شکار میکند. فانگ گفت: اگر تلسکوپهایی مانند آیس کیوب بتوانند نوترینوها را مستقیما ببینند، فوقالعاده خواهد بود زیرا نوترینوها کاوشگرهایی از تعامل پروتون هستند و نمیتوانند توسط الکترونها ساخته شوند.
یافتن پِواترونهای جهان نهایتا به درک این موضوع میانجامد که آثار مرگ ستارهای چگونه راه را برای تولد ستارگان جدید هموار میسازد و چگونه ذراتی با بالاترین انرژی، سوخت این چرخه کیهانی را تامین میکنند. پرتوهای کیهانی بر فشار و دما تأثیر میگذارند، بادهای کهکشانی را به حرکت در میآورند و مولکولها را در مناطق بارور ستارهای مانند بقایای ابرنواخترها یونیزه میکنند. برخی از آن ستارگان ممکن است سیارههای خود را تشکیل دهند یا یک روز منفجر شوند و این روند دوباره از نو آغاز شود.
کر گفت: بررسی پرتوهای کیهانی تقریبا به اندازه بررسی سیارات فراخورشیدی یا هر جرم دیگری برای درک منشا حیات مهم است. همه این موارد، یک سیستم پر انرژی و بسیار پیچیده هستند. ما اکنون به درک این سیستم رسیدهایم.
این پژوهش، در مجله "Physical Review Letters" به چاپ رسید.
منبع: خبرگزاری ایسنا
بورسیه دانشجویان اخراج شده از دانشگاههای آمریکا
انتشارات موزه انقلاب با ۴۷ اثر چاپ اولی به نمایشگاه کتاب میآید
افشای رازهای دوبلین در نمایشگاه کتاب تهران
خواسته اصلی دانشجویان آمریکایی و اروپایی، همبستگی با ملت فلسطین است
عدم استفاده بهینه از منابع موجب کاهش بهرهوری در دانشگاهها میشود
تلاش سیا برای دزدیدن زیردریایی هستهای
پیش بینی دانشمندان درباره مرگ زمین و پایان حیات
سدان ال ۹۰ هم بومی سازی شد+عکس
خودروی شیک خارجی که نوه پژو ۴۰۵ است+عکس
برگزاری آزمون میان دوره پیش کارورزی پزشکی؛ ۱۷ خردادماه
کشف اتفاقی یک شهاب سنگ در لرستان+عکس
دانشگاه تربیت مدرس در میان برترین دانشگاههای ایران در نظام رتبهبندی سکیمگو
تشکیل کارگروهی در وزارت آموزش و پرورش برای عملیاتی کردن فرامین رهبری
شبهات دانشآموزان زیاد اما عمق کمی دارد/ برنامهریزی برای اوقات فراغت تابستان دانشآموزان
نمایشگاه کتاب تهران متعلق به جریان فرهنگ و ادب کشور است
رمان تو خواب میکاییل هستی رونمایی میشود
برگزاری مسابقه رباتیک ورزشی در دانشگاه صنعتی امیرکبیر
رشتههای پزشکی براساس نیاز کشور و تعداد داوطلبین ساماندهی میشود
کمبود یک هزار عضو هیات علمی در دانشگاه فنی و حرفه ای
اجرای شیوهنامه نظام استاد شاگردی در دانشگاه آزاد اسلامی
جدول زمانبندی نقل و انتقال دانشجویان پزشکی/ آخرین مهلت ثبت نام
برای اولین بار در ایران آزمون بورسیه باهچه شهیر برگزار می شود
آگهی/ خرید بهترین تشک طبی
آزمون میان دوره پیش کارورزی پزشکی ۱۷ خردادماه برگزار میشود
شیوه نامه افزایش حقوق و دستمزد سال ۱۴۰۳ دانشگاه آزاد تشریح شد
۲۴۰ رشته محل دانشگاه آزاد در واحدهای بزرگ ادغام شد
شخصیت قصههای ایرانی بر روی پوستر نمایشگاه کتاب
شرایط دریافت وام دانشجویی چیست؟
افزایش حضور دانشگاههای ایرانی در رتبهبندی آسیایی تایمز ۲۰۲۴
کمبود ۷۰ هزار نیروی پرورشی و مشاور در مدارس
دولت سیزدهم مجدانه بهدنبال ارتقای منزلت و معیشت معلمان است
علوم پایه نیازمند بودجه مناسب است/باید تصمیمات بزرگ گرفته شود
شورای راهبردی دانشکده علوم خانواده درمسیر شکلگیری/برخی شخصیتهای حقوقی عضویت را نپذیرفتند
جذب سرباز امریه در سازمان جهاددانشگاهی صنعتی شریف
استقبال کم فرهنگیان از طرح بکارگیری دوباره بازنشستگان/ نرخ حقالتدریسها، علت عدم استقبال
حضور گروههای مردمی در فعالیتهای پرورشی
رایگان بودن مدارس سمپاد برای دانشآموزان ۴ دهک اول/ والدین تخلفات را اطلاع دهند
سرکوب دانشجویان آمریکایی حامی فلسطین با لابی رژیم صهیونیستی صورت میگیرد
نشریات دانشجویی روایتگر جنبشهای دانشجویی در حمایت از غزه باشند
پیام تسلیت رییس دانشگاه تهران در پی درگذشت دانشجوی نخبه
در نشست هماندیشی وزرای ادوار وزارت علوم چه گذشت؟
کسب چهار افتخار علمی بینالمللی توسط عضو پیوسته فرهنگستان علوم
ضرورت مشارکت ذینفعان حوزه علوم انسانی در تدوین سیاستها
ماده واحده «اصلاح ماده 4 آییننامه شورای تخصصی حوزوی»
صدور مجوز اجرای ۲۴دوره کوتاه مدت اشتغالمحور در دانشگاه علمی کاربردی
انتشار کلید اولیه پنجاه و یکمین دوره آزمون دستیاری پزشکی
در چهلوششمین دوره مسابقه ریاضی دانشجویی در سطح کشوری، ۴ دانشجوی دانشگاه کاشان حضور یافتند و از این میان، ۲ نفر موفق به کسب مدال شدند.
درِ دانشگاههای ایران به روی دانشجویان معترض آمریکایی باز شد
موافقت دولت با راهاندازی دانشگاه فرهنگیان در گلپایگان
بیرون کردن دانشجویان فرانسوی توسط پلیس پاریس
مقایسه صحنه اعتراضات دانشجویی در ایران و آمریکا
ژاپن به دنیال اینترنت نسل ششم است
اعلام نتایج اولیه آزمون دستیاری پزشکی در نیمه دوم خرداد
شیوه صحیح امر به معروف و نهی از منکر مطابق با سیره امام صادق (ع)
اطلاعات فاش شده درباره پرچمداران ۲۰۲۴ هواوی +عکس
اعلام جدیدترین نتایج اعتباربخشی دانشکدههای پزشکی کشور
آمار نهایی انتخاب رشته در آزمون دکتری سال ۱۴۰۳ اعلام شد
بازسازی چهره زن عراقی ۷۵ هزار ساله با اسکن سه بعدی+عکس
سونی برای آدمها کولر همراه ساخت+عکس
بی ام و وانت اتوماتیک ضدخش تولید کرد+عکس
زیباترین کهکشان مارپیچی که با تسکوپهای آماتوری هم دیده میشود+عکس
اسپاتیفای یکی از قابلیتهای خود را بیخبر پولی کرد
فشارهای اتحادیه اروپا عملکرد اپل را تغییر داد
چینیها از کپی تسلا رونمایی کردند+عکس
جزئیات هوش مصنوعی آیفون فاش شد
ظاهر عجیب جدیدترین خودروی فراری با یک موتور ۱۲ سیلندر+عکس
دمای عجیب و غریب این سیاره گازی در فضا ثبت شد
۸۰۰۰ هزار سال پیش چگونه انسانهای اولیه به این غار تاریک در فرانسه رفتند
ناسا یک پیام از فضا در نزدیکی زمین دریافت کرد
سحابی خوش آب و رنگ کله ماهی در فضا ثبت شد+عکس
دستور ساخت جت ۱۰۰ نفره در ایران صادر شد
نقشه آبی زمین پس از نیم قرن دوباره کشیده شد+عکس
اقدامات وزارت بهداشت برای افزایش امید و انگیزه دستیاران پزشکی
به تشکلهای دانشجویی گرنت اعطا میشود
۷۵ دانشگاه ایرانی در میان برترینهای آسیا در رتبهبندی تایمز
نشست «سواد بصری در مد و لباس» برگزار میشود
اولین نکوداشت روانشناسان رضوی برگزار می شود
پذیرش دانشجوی دکتری در پژوهشگاهها قانونی است
جزییات برگزاری کنکور مجدد برای داوطلبان سیل زده اعلام شد
کتاب چشمها تنها برای دیدن نیستند منتشر شد
بازسازی چهره زن عراقی ۷۵ هزار ساله با اسکن سه بعدی+عکس
بازگشت سونی اکسپریا به یک طراحی جدید+عکس
سونی برای آدمها کولر همراه ساخت+عکس
دستور ساخت جت ۱۰۰ نفره در ایران صادر شد
همه اجساد در خاک این شهر تجزیه نمیشود و سالم میماند+عکس
این پهپاد ایرانی به دشمنان فرصت فرار نمیدهد+عکس
سوخوهای روسی که قرار بود به ایران بیایند کجا رفتند؟
نکته عجیبی که در تلویزیون ۴K هواوی خبرساز شد
نقشه آبی زمین پس از نیم قرن دوباره کشیده شد+عکس
بی ام و وانت اتوماتیک ضدخش تولید کرد+عکس
سلاح قدیمی و کوچک اوکراینیها که روسیه را زمین گیر کرد+عکس
چند دستگاه هیوندای کونا وارد ایران شد+عکس
تلاش سیا برای دزدیدن زیردریایی هستهای
ویژگیهای خاص ساعت گران قیمت گواردیولا+عکس
ملاقات ستاره دنباله دار با ماه و مشتری و اورانوس+عکس
تعرفه وحشتناک جیمیل با هوش مصنوعی اعلام شد
ستاره نوترونی مرده در کهکشان به صورت ناگهانی زنده شد+عکس
گوگل جایگزین یورگن کلوپ سرمربی لیورپول میشود
سحابی خوش آب و رنگ کله ماهی در فضا ثبت شد+عکس
زیباترین کهکشان مارپیچی که با تسکوپهای آماتوری هم دیده میشود+عکس
اطلاعات فاش شده درباره پرچمداران ۲۰۲۴ هواوی +عکس
جزئیات هوش مصنوعی آیفون فاش شد
داخل ساختمانهای عجیب با علامت X در چین چه خبر است؟ +عکس
خودروهای ایرانی چشم کرهشمالی را گرفت+عکس
سدان ال ۹۰ هم بومی سازی شد+عکس
پیش بینی دانشمندان درباره مرگ زمین و پایان حیات
کشف اتفاقی یک شهاب سنگ در لرستان+عکس
فشارهای اتحادیه اروپا عملکرد اپل را تغییر داد
ژاپن به دنیال اینترنت نسل ششم است
چینیها از کپی تسلا رونمایی کردند+عکس
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.