كون أشعة كاما (كوزموس فيرمي)

كون أشعة كاما (كوزموس فيرمي)

The Fermi Large Area Telescope (FLAT)

كتابة باحث فيزياء فلكية أ. عدنان العبد رئيس مركز بغداد لعلوم الفلك والفضاء

هذا الملصق يلخص مهمة مرصد الفضاء فيرمي التابع لدراسة أشعة كاما ناسا.

 الصورة المركزية  الكرة الزرقاء الكبيرة ملحلاة من منتصفها بشعاع أحمر مزين بالأصفر هي خريطة السماء كلها في موجات أشعة كاما التي تراكمت على مدى ست سنوات من العمليات.

في هذا الملصق يتم مناقشة مختلف المهام التي كلف بها فيرمي,

1.    النجم النابض أرملة السوداء.

2.     فقاعات يصل ارتفاعها آلاف سنة ضوئية من مركز مجرتنا.

3.     أشعة عملاق مضيئة لكاما تنبعث من سديم السرطان، وغيرها الكثير.

ما هو فيرمي؟

جنرال ديناميكس أنظمة C4 – ويعرف بفيرمي

والكون هو موطن للعديد من الظواهر الغريبة والجميلة والمهمة والملفتة للنظر والتي لتها تأثير على الكائنات السماوية السابحة في الفضاء، والبعض منها يولد كميات كبيرة من الطاقة وهنالك

الثقوب السوداء الهائلة، ودمج النجوم النيوترونية، وتيارات من الغاز الساخن تتحرك بسرعة مقاربة لسرعة الضوء ... هذا الذي ذكرناه  ليس سوى عدد قليل من الأعاجيب التي تولد أشعة كاما. هذه الأشعاعات التي تكون أكثر نشاطاً من الأشعاعات الأخرى, فأن أنتاجها من الطاقة يزيد ببلايين المرات على ما ينتجة الضوء المرئي الاخل لأعيننا والذي يمنحنا الأبصار. ما يحدث لإنتاج هذا القدر من الطاقة؟  فالدراسات عبر فيرمي تتكرز في بعض اوجهها المتعددة على ما يحدث للبيئة المحيطة بالقرب من هذه الظواهر؟ كيف سيتم دراسة هذه الكائنات الحيوية إضافة إلى فهمنا لطبيعة الكون وكيف تتصرف؟

مقراب الطاقة العالية فيرمي لأشعة كاما GLAST، أنفتاح هذه الأدات في الفضاء سيساعد على الأجابة على كم من الاسئلة التي حيرت علماء  الفيزياء الفلكية ردحا من الزمن وكان لابد من ايجاد اداة تكون قريبة من مصدر الحداث الكونية لتنقل لنا صورة نتمكن من خلالها من وضع تفسير لهذه الظواهر....

ويمتلك فيرمي اداة في غاية الأهمية متفوقة تقنياً لدراسة لدراسة كيفية تكون الثقوب السوداء، التي تتميز بسمعتها السيئة لسحب المادة سريعا والانطلاق بها إلى قعر الثقب الاسود.

وتمكن الآدات كذلك من تسريع طائرات من الغاز إلى الخارج بسرعة رائعة.

 علماء الفيزياء قادرين على دراسة الجسيمات دون الذرية في الطاقات أكبر بكثير من تلك التي ظهرت في مسرعات الجسيمات الأرضية. وعلماء الكون يحاولون الحصول معلومات قيمة عن ولادة وتطور الكائنات السماوية في وقت مبكر من الكون.

أختيار أسم  فيرمي تقديراً لجهد العالم

إنريكو فيرمي (29 أيلول/ سبتمبر 1901 - 28 / نوفمبر 1954) فيزيائي إيطالي أمريكي حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1938، وكان ضمن الفريق الذي أنتج أول مفاعل نووي وأول القنبلة الذرية، وقام بإرساء نظرية الكم (Quantum Theory).

كان فيرمي أستاذًا للطبيعة في جامعة روما، شديد الحماس لكشف أسرار الذرة، وذاع صيته في الأوساط العلمية لبحوثه المدققة التي كشف فيها عن العنصر رقم (93) في الجدول الدوري للعناصر الذي رتبه العالم الروسي مندليف عام 1869. وكان العنصر رقم (92هو اليورانيوم الذي أصبح فيما بعد ملء الأسماع لأنه كان سببًا في إنهاء الحرب. في هذا المرصد الفضائي الفريد من نوعة يعد واحداً من أهم المراصد التي تجمع بين المجتمعات الفيزياء الفيزياء الفلكية والجسيمات، و قد تعاونت كالة ناسا مع وزارة الطاقة الأميركية والمؤسسات في فرنسا وألمانيا واليابان وإيطاليا والسويد. جنرال ديناميكس تم اختياره لبناء المركبات الفضائية. أطلق فيرمي 11 يونيو 2008 الساعة 12:05 بتوقيت جرينتش.

الائتمان: جامعة ناسا / فيرمي / سونوما الدولة / A. Simonnet

المجرة Cr7 , وهو اختصارا للاسم الكبير "Cosmos Redshift 7" ، وهذا الاسم أطلقه العالم البرتغالي ديفيد سوبرال.

المجرة  CR7 
 وقد حملت أسم البرتغالي كريستيانو رونالدو أحد أبرز نجوم كرة القدم في العالم.  وبهذا السم  أصبح أحد أهم الأجزاء في مجرتنا.

كتابة الفيزيائي عدنان أحمد العبد رئيس مركز بغداد لعلوم الفلك والفضاء

 

فقد أُطلق اسمه على مجرة اكتشفت حديثا، بها عدد كبير من النجوم، ويعتقد أن الظروف بها مواتية للحياة.

وتعرف ايضا مجرة الانزياح الأحمر7( COSMOS Redshift 7 ) تعد هذه المجرة من أكثر المجرات من أكثر المجرات لمعانا في الكون البدائي ونعني بالكون البدائي أن المجرة تكونت في 800 مليون سنة الأولى لتكون الكون وهي في حقيقتها حسب نظرية الانفجار الكبير والتي تعرف بفترة عودة التأين وهي الفترة الزمنية التي تأين فيها المادة (الهيدروجين) قبل أن تنزاح أدخنة الانفجار... ويتحول الكون إلى صورته الشفافة التي نراها اليوم.

v    تقع في كوكبة السدس على بعد 12.9 مليار سنة ضوئية عن الأرض.

v     كوكبة السدس من من أبراج النصف الجنوبي للكرة الأرضية.

v    يتوضح رؤيته في الفترة ما بين شهري كانون الثاني وأيار.

وتتميز المجرة بأنها من بواعث لايمان ألفا. ومن صفات هذا النوع من المجرات

v    أنها منخفظة الكتلة حوالي 10 ^ 8 أو 10 ^ 10 كتلة شمسية,

v    وتصنف هي وأخواتها كمجرات شابة يتراوح عمها (200- 600) مليون سنة, وتتصف هذا النوع من المجرات تمتلك أعلى معدل لتكون النجوم, ويكون غازها وفير. ومن أسلاف هذا النوع من المجرات مجرتنا درب التبانه

ماذا يعني باعث لايمان ألفا ( Lyman-alpha emitter LAE):

  هو نوع من المجرات القديمة والبعيدة وحمل الأسم لايمان نسبة لمكتشف خطوط الطيف لذرة الهيدروجين الفيزيائي الأمريكي ثيودور لايمان عام /1906. وهى سلسلة من خطوط الطيف او الخط الطيفي لذرة الهيدروجين والذرات المشابهة لها  .

أكتشاف المجرة

أكتشفت المجرة  CR7 فريق من جامعة لشبونة، بقيادة الفلكي ديفيد سوبرال  وفريق دولي من الفلكيين بمسح واسع للسماء باستخدام مقراب «سوبارو» Subaru الموجود في قمة ماونا كيا في هاواي، لتوسيع الدراسة فقد وظفت ثلاثة  مقاريب أخرى للغوص في ثلاث مجرّات ساطعة، ليجدوا إشارات مثيرة من إحداها، أسموها CR7. فما تبين من الدراسة ...تحليل الطيف ألنبعاثي لهذه المجرة أن

1.    الضوء القادم من CR7 دليلًا على وجود هيليوم متأين، وهو ما يشير إلى أن مصدر الضوء شديد السخونة.

2.     استبعاد وجود غازي الكاربون أو الأوكسجين لعدم أمكانية تأينهما في هذه الدرجة من الحرارة، وحسب قول قائد فريق البحث سوبرال، إلا أنه لم تكن هناك أي إشارات على وجود هذه العناصر في الضوء. والتصريح بحد ذاته اشارة قوية أن نجوم هذا النوع من المجرات من الجيل الأول لتكون الكون

3.    وجد أن المجرة CR7 تحتوي على نجوم من الجيل الثاني، وهذه النجوم تكونت من المواد المنبعثة من نجوم الجيل الأول أثناء موتها، وهو ما يعني أن المجرّة لم تكن كالمجرّات التي توقَّع الفلكيون أن تحقق اكتشافًا كهذا؛ مما دفع سوبرال وزملاءہ للإشارة إلى أن تلك النجوم الأولية قد تكون متأخرة في نشأتها، وأنها تكوَّنت من سحابة غاز نقي وصاف، لم تبرد وتتكتل، وهذا بسبب حرارة الإشعاع القوي القادم من النجوم التي سبقتها، التي منعتها من ذلك. كما أن تأخر تكوينها يفسر أيضًا لماذا نجح مقراب «سوبارو» في التقاطها .ان مجرة CR7 تحوي اقدم النجوم التى تنتج العناصر الكيميائية اللازمة لتشكل الكواكب والحياة كما نعرفها.

المادة المظلمة في الكون... بعيون فيرمي

المادة المظلمة في الكون... بعيون فيرمي

الفيزيائي عدنان العبد رئيس مركز بغداد لعلوم الفلك والفضاء

المادة المظلمة، والمادة الغامضة التي تشكل معظم مادة الكون، لا تزال بعيد المنال الحصول على معلومات عن كنه المادة المظلمة و طبيعتها ومكوناتها.

على الرغم من أن التجارب التي أجريت على الأرض وفي الفضاء حتى الآن, ولكن  لم يجد العلماء عن ما يدل على هذه المادة. هنالك ثلاث دراسات عن هذه المادة نشرت في وقت سابق من هذا العام وهي نتاج ست سنوات من جهد العلماء بأستعمال بيانات مرصد فيرمي الفضائي التابع لناسا الخاص بدراسة اشعة كاما التي تطلقه الأجسام السباحة في الفضاء, وقد سعى هذه الفريق إلى مطاردة مطاردة المادة المظلمة بأستعمال بعض الأساليب الجديدة.

محاولاً العثور على اشارة كونية صلبة من ألجسام السماوس التي يشتبة أنها يمكن أن توفر معلومات عن هذه المادة, وقد حاول العلماء أتباع طرق جديدة وغير تقليدية الا أن الفريق البحثي لم يوضح لنا ما هي هذه الطرق..

وعلى العموم فأن العالمة جولي ماكنري... عالم المشاريع في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند. والتي تعمل باحثة على بينات مرصد فيرمي... والتي بينت نتائج فيرمي

أولاً- أن المادة المظلمة يمكن أن تساهم في جزء صغير فقط من خلفية أشعة كاما خارج مجرتنا، مجرة ​​درب التبانة، وأنتجت حدود قوية للجسيمات المادة المظلمة في ثاني أكبر المجرة تدور حول ذلك ".

ثانياً- المادة المظلمة لا تنبعث ولا تمتص الضوء.

ثالثاً – قد تتفاعل المادة المظلمة مع بقية الكون من خلال الجاذبية.

رابعاً-   المادة المظلمة تشكل نحو 80 في المئة من المادة في الكون.

ويرى علماء الفلك  أثار المادة المظلمة في جميع أنحاء الكون – في الأوجه التالية

1.                  دوران المجرات.

2.                  تشويه الضوء المار من خلال المجرات

3.                محاكاة الكون في مراحله المبكرة، والتي تتطلب وجود المادة المظلمة لتشكيل المجرات على الإطلاق.

وقد أبرز المرشحين للمادة المظلمة هي فئات مختلفة من جسيمات افتراضية.

 ويعتقد العلماء أشعة كاما، وشكل أعلى للطاقة من الضوء، يمكن أن تساعد في الكشف عن وجود بعض أنواع من جسيمات المادة المظلمة المقترحة. سابقا، وقد بحثت فيرمي عن إشارات أشعة غاما المنذرة المرتبطة المادة المظلمة في مركز مجرتنا والمجرات القزمة الصغيرة التي تدور حول منطقتنا. على الرغم من أن لا توجد إشارات مقنعة، ألغت هذه النتائج المرشحين ضمن نطاق معين من الجماهير ومعدلات التفاعل، وكذلك الحد من الخصائص المحتملة للجسيمات المادة المظلمة.

ومن بين أهم الدراسات الجديدة، كان السيناريو الأكثر غرابة التحقيق في احتمال أن المادة المظلمة

v    قد تتكون من جسيمات افتراضية تسمى الأكسيونات axions أو جسيمات أخرى ذات خصائص مماثلة.

أحد جوانب مثيرة للاهتمام من جزيئات شبيهة AXION هو قدرتها على تحويلها إلى أشعة كاما ومرة ​​أخرى عندما تتفاعل مع مجالات مغناطيسية قوية. ومن شأن هذه التحويلات تترك وراءها آثارا مميزة، مثل ثغرات أو الخطوات، في طيف مصدر أشعة غاما مشرق.

Credits: Dark matter, R. Caputo et al. 2016; background, Axel Mellinger, Central Michigan University