قام فريق من الباحثين من الأكاديمية الصينية للعلوم في نانجينغ بالتحقيق في خريطة لأشعة غاما المشعة - وهي أعلى شكل من أشكال الطاقة في الكون، والتي يمكن أن تنشأ عندما تصطدم جسيمات عالية السرعة تسمى الأشعة الكونية. مادة عادية - نسف داخل وحول مركز مجرتنا.
وكشفت الخريطة أن شيئا ما بالقرب من مركز المجرة يبدو أنه يسرع الجسيمات إلى سرعات مذهلة - قريبة جدًا من سرعة الضوء - ويخلق وفرة من الأشعة الكونية وأشعة غاما خارج مركز المجرة. ومع ذلك، حتى عندما "ينفخ" مركز المجرة عاصفة مستمرة من الإشعاع عالي الطاقة في الفضاء، فإن شيئًا ما بالقرب من قلب مجرة درب التبانة يمنع دخول جزء كبير من الأشعة الكونية من أجزاء أخرى من الكون.
ووصف الباحثون التأثير بأنه "حاجز" غير مرئي يلتف حول مركز المجرة ويحافظ على كثافة الأشعة الكونية هناك وهي أقل بكثير من مستوى خط الأساس الذي شوهد في جميع أنحاء مجرتنا. بعبارة أخرى، يمكن للأشعة الكونية أن تخرج من مركز المجرة، لكنها تجد صعوبة في الوصول إليها.
الوحش في المنتصف
يقع مركز مجرتنا على بعد حوالي 26 ألف سنة ضوئية من الأرض في كوكبة القوس. وهو مكان كثيف ومليء بالغبار، يضم أكثر من مليون مرة عدد النجوم لكل سنة ضوئية مثل النظام الشمسي بأكمله - وكلها ملتفة حول ثقب أسود هائل تبلغ كتلته حوالي 4 ملايين ضعف كتلة الشمس.
ولطالما اشتبه العلماء في أن هذا الثقب الأسود ، المسمى Sagittarius A ، أو ربما بعض الأجسام الأخرى في مركز المجرة، تقوم بتسريع البروتونات والإلكترونات إلى سرعة قريبة من سرعة الضوء، مما يخلق أشعة كونية تنطلق في جميع أنحاء مجرتنا وما بعدها إلى الفضاء بين المجرات. وتنتشر هذه الأشعة عبر الحقول المغناطيسية لمجرتنا، مما يخلق محيطا من الجسيمات عالية الطاقة والتي تكون متماثلة تقريبا في الكثافة في جميع أنحاء مجرة درب التبانة. ويعرف هذا باسم "بحر الأشعة الكونية".
قارن الباحثون في دراستهم الجديدة كثافة الأشعة الكونية في هذا البحر بكثافة الأشعة الكونية داخل مركز المجرة. حيث لا يمكن رؤية الأشعة الكونية بشكل مباشر، ولكن يمكن للعلماء العثور عليها في خرائط أشعة غاما للفضاء، والتي تُظهر بشكل فعال مكان اصطدام الأشعة الكونية بأنواع أخرى من المادة.
باستخدام بيانات من تلسكوب "فيرمي الكبير"، أكد الفريق أن شيئا ما في مركز المجرة يعمل بالفعل كمسرع جسيمات عملاق، ويطلق أشعة كونية إلى المجرة. ومن بين من تحوم حولهم الشكوك في التسبب بذلك هو "القوس A"، حيث يمكن للثقوب السوداء نظريا إطلاق جزيئات معينة في الفضاء حتى عندما تلتهم كل شيء آخر من حولها ، حسبما ذكرت Live Science سابقًا، أو حتى رياح نجمية قوية من العديد من النجوم محشورة في مركز المجرة.
لكن الخريطة كشفت أيضا عن "الحاجز" الغامض، وهو نقطة واضحة حيث تنخفض كثافة الأشعة الكونية بشكل كبير عند حافة مركز المجرة. وقال الباحثون إنه من الصعب تحديد مصدر هذه الظاهرة، لكنها قد تنطوي على خليط من الحقول المغناطيسية بالقرب من النواة الكثيفة لمجرتنا.
على سبيل المثال، قد تنهار سحب كثيفة من الغبار والغاز بالقرب من مركز المجرة على نفسها، مما يؤدي إلى ضغط الحقول المغناطيسية هناك وإنشاء حاجز مقاوم للأشعة الكونية، أو ربما تندفع الرياح النجمية القادمة من عدد لا يحصى من النجوم في مركز المجرة ضد بحر الأشعة الكونية، مثلما تفعل الرياح الشمسية.