نفث فلكي فيزيائي - ويكيبيديا

هذه المقالة بحاجة لصندوق معلومات. فضلًا ساعد في تحسين هذه المقالة بإضافة صندوق معلومات مخصص إليها.

النفث الفلكي الفيزيائي هو ظاهرة فلكية حيث تنبعث تدفقات من المادة المتأينة من مراكز بعض المجرات النشطة والمجرات الراديوية والنجوم الزائفة كشعاع ممتد على طول محور الدوران.^[1] تمتد هذه التدفقات إلى عدة آلاف أو حتى مئات الآلاف من السنوات الضوئية. وعند تسارع هذه المادة بشكل كبير في الشعاع تقترب من سرعة الضوء، النفث الفلكي الفيزيائي يصبح نفث نسبوي لأنه يظهر تأثيرات النسبية الخاصة.^[2]

تشكيل هذة الظاهرة ومصدر طاقتها ليس مفهوما تماما، ولكن من المحتمل أن تنشأ من التفاعلات الديناميكية داخل الأقراص المتراكمة أو من العمليات النشطة المرتبطة بالأجسام المركزية المدمجة مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية أو النباضات. أحد التفسيرات المحتملة هو أن المجالات المغناطيسية المتشابكة^[2] تستهدف شعاعين متعارضان تماما بعيدا عن المصدر المركزي من زوايا عرضها بضع درجات فقط (c.>1% ).^[3] ووفقا لفرضية أخرى، فإن النفثات هي نتيجة تأثير في النسبية العامة المعروف باسم تباطؤ الإطار المرجعي.

تنشأ معظم النفثات الأكبر والأكثر نشاطًا من خلال الثقوب السوداء الهائلة في وسط المجرات النشطة مثل النجوم الزائفة والمجرات الراديوية أو داخل العناقيد المجرية.^[4]

النفث النسبوي هي أشعة من المواد المتأينة تتسارع بالقرب من سرعة الضوء. معظمها مرتبط بشكل رصدي مع الثقوب السوداء المركزية لبعض المجرات النشطة، المجرات الراديوية أو الكوازارات، وأيضا من قبل الثقوب السوداء النجمية المجرة، والنجوم النيوترونية أو النباضات. قد تمتد أطوال الشعاع بين عدة آلاف^[5] إلى مئات الآلاف^[6] أو ملايين الفراسخ.^[3] سرعات النفثات عند الاقتراب من سرعة الضوء تظهر تأثيرات بارزة لنظرية النسبية الخاصة. على سبيل المثال، الإشعاع النسبوي الذي يغير سطوع الشعاع الظاهري.^[7]

لا تزال الآليات وراء تكوين النفثات غير مؤكدة.^[8] على الرغم من أن بعض الدراسات تحبذ النماذج التي تتكون فيها النفثات من خليط محايد كهربائيا من النويات -الإلكترونات والبوزيترونات، في حين أن بعض الدراسات الآخرى تتسق مع النفثات المكونة من بلازما الإلكترون البوزيترون.^[9][10][11]

يمكن أيضا رصد نفثات من النجوم النيوترونية المغزلية. ومن الأمثلة على ذلك نباض IGR J11014-6103، الذي يحتوي على أكبر نفثات مرصودة حتى الآن في مجرة درب التبانة الذي تقدر سرعتة بنحو 80٪ من سرعة الضوء. ولقد رصدالأشعة السينية ولكن لا يوجد أي دليل مكتشف للأشعة راديوية ولا لقرص مزود.^[12][13] وفي البداية، كان يعتقد أن هذا النباض يدور بسرعة ولكن القياسات في وقت لاحق تشير إلى معدل غزل 15.9 Hz فقط.^[14][15] مثل معدل التدوير البطيء هذا وغياب وجود مواد تراكم يشير إلى أن النفثات ليست مدعوعة من الدوران ولا المواد المتراكمة، على الرغم من أن النفثات تبدو متراصفة مع محور دوران النباض وعمودية على حركتة الحقيقية.

كي يحدث النفث النسبوي، تلزم كمية هائلة من الطاقة لبدء ذلك، لذا من المحتمل أن تنتج بعض النفثات عن دوران الثقوب السوداء. لكن تردد الطاقة العالية للمصادر الفلكية ذات النفثات قد يشير إلى اجتماع عدة آليات مختلفة ومحددة بشكل غير مباشرٍ بالطاقة داخل القرص المزود أو الأشعة السينية المنبعثة من المصدر. وهناك نظريتان تُستخدمان لشرح كيفية انتقال الطاقة من الثقب الأسود إلى النفث الفلكي، وهما كالتالي:

• طريقة بلانفورد–زناجيك:^[16] حيث تشرح هذه النظرية استخراج الطاقة من الحقول المغناطيسية حول القرص المزود، والتي تُسحب بدورها وتُفتل نتيجة دوران الثقب الأسود. ثم تُطلق المادة النسبوية بشكل ملائم عن طريق تضييق (شدّ) خطوط الحقل.
• آلية بنروز:^[17] تُستخرج الطاقة هنا من الثقب الأسود الدوار عن طريق تباطؤ الإطار المرجعي، حيث أُثبتت لاحقاً –نظرياً –قدرة هذه الآلية على استخراج طاقة الجسيم النسبوية والزخم،^[18] وأظهرت أنها إحدى الآليات الممكنة لتشكل النفث.^[19]

• 
  قنطورس أ بالأشعة السينية تظهر نفث نسبوي
• 
  نفث مسييه 87 كما يشاهد من مصفوفة المراصد الكبيرة في نطاق الترددات الراديوية .
• 
  أرشيف هابل صورة بالأشعة فوق البنفسجية-القريبة لنفث نسبوي من المجرة الراديوية 3C 66B
• 
  مجرة إن جي سي 3862، نفث خارج المجرة من المواد يتحرك قريبا من سرعة الضوء يمكن مشاهدتة يمين الصورة.