علماء الفيزياء الفلكية يلتقطون إشارة من عوالم بعيدة

اكتشف فريق دولي من علماء الفيزياء الفلكية بمشاركة الجامعة الوطنية للأبحاث النووية “ميفي” إشارة من الفوتونات العالية الطاقة المنبعثة من المجرات ضمن بيانات تجربة فيرمي.

ويسلط هذا الاكتشاف الضوء على أصل النيوتريونات العالية الطاقة التي سجلها مرصد النيوتريني “IceCube” في محطة آمينتسن-تسكوت في القطب الجنوبي. يشار إلى أن المعلومات عن هذا الاكتشاف تم نشرها في مجلة”Physical Review-D”.

يمر النيوترينو في الأماكن التي يتعثر خلالها الجسيمات الأخرى. على سبيل المثال يمر النيوترينو الشمسي من أعماق الشمس ويوفر معلومات حول التفاعلات النووية الحرارية في نواة الشمس.

ويتسلل النيوترينو العالي الطاقة باتجاهنا من الفضاء الخارجي الغامض حتى الآن، ويوفر المعلومات التي لا يمكن الحصول عليها بطرق المراقبة الأخرى.
العلماء من الجامعة الوطنية للأبحاث النووية “ميفي” جنبا إلى جنب مع الزملاء من جامعة باريس-ديديروت الفرنسية والجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا وجامعة جنيف اكتشفوا مكونا جديدا ضمن سيل من الغاما لدى دراسة البيانات من تلسكوب فيرمي ضمن إطار طاقات عالية (أكثر من 300غيغا الكترون فولت).

وفي هذا السياق أشار البروفسور من جامعة “ميفي” ديمتري سيميكوز خلال مقابلة مع وكالة ريا نوفستي وهو واحد من مؤلفي البحث قائلا: “عند طاقات تصل قيمتها فوق 300 غيغا الكترون فولت، فإن الإشارات المنبعثة من مصادر خارج مجرتنا سوف يتم قمعها بسبب امتصاص أشعة غاما في الفضاء بين المجرات. في الوقت نفسه وضمن المسافات داخل المجرات فإنه لا يتم امتصاص أشعة غاما عمليا، وبالتالي يجب أن يكون للمكون الجديد مصدراً في مجرتنا”.

وبحسب قول العالم فإن طيف المكون الجديد يتطابق بشكل مقبول مع تدفق النيوترينو الكبير الذي تم اكتشافه مؤخرا في تجربة “IceCube”. وبما أن النيوترينو هذا يتم إنتاجه دائما مع أشعة غاما التي لها طيف مشابه فإن العلماء افترضوا بأن كلا الطيفين لهما أصل مشترك.

وتابع البروفسور سيميكوز قائلا: “نحن اقترحنا بهذا البحث نموذجين يشرحان كل البيانات. أما في النموذج الأول يتم إنتاج النيوترينو وأشعة غاما في منطقة من المجرات القريبة منا، وذلك بسبب تفاعل الأشعة الكونية. في حين أن النموذج الثاني ينشئ إشعاع غاما والنيوترينو نتيجة انهيار المادة المظلمة في مجرتنا”.

يمكن لنا أن نحدد أي من هذه النماذج هو الصحيح من عدم تجانس الإشارة خلال إجراء المزيد من الدراسات. فإذا كان مصدر الإشارة هو انهيار المادة المظلمة فإن قيمة هذه الدراسة ذات أهمية كبيرة. ولكن حتى في حال وجود مصدر فيزيائي فلكي قريب فإن ذلك يعني بأننا قد نكون حصلنا لأول مرة على فرصة للعثور على مصدر الأشعة الكونية، التي تنتج النيوترينات وأشعة غاما المرصودة.

حاليا يتم بناء في قاع بحيرة بايكال الروسية تلسكوب تحت مائي “Gigaton Water Detector” يصل حجمه إلى 1 كيلو متر مربع. ومن المقرر أن يصبح تلسكوب بايكال بحلول عام 2020 مشابها إلى حد بعيد لحساسية تجربة “IceCube” أما من أجل مراقبة الجزء المركزي لمجرتنا فإن تلسكوب بايكال أفضل حتى من “IceCube” وذلك لأنه يقع في نصف الكرة الشمالي (يراقب الباحثون النيوترينو في القارة القطبية الجنوبية الجزيئات من خلال الأرض).