تدفق مادي فلكي

تدفق مادي فلكي
التدفق المادي الفلكي هو ظاهرة فلكية حيث تنبعث تدفقات من المادة المتأينة من مراكز بعض المجرات النشطة والمجرات الراديوية والنجوم الزائفة كشعاع ممتد على طول محور الدوران. تمتد هذة التدفقات إلى عدة آلاف أو حتى مئات الآلاف من السنوات الضوئية. وعند تسارع هذه المادة بشكل كبير في الشعاع تقترب من سرعة الضوء، التدفق المادي الفلكي يصبح تدفق نسبي لأنه يظهر تأثيرات النسبية الخاصة.
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 النجوم النابضة. أحد التفسيرات المحتملة هو أن المجالات المغناطيسية المتشابكة تستهدف شعاعين متعارضان تماما بعيدا عن المصدر المركزي من زوايا عرضها بضع درجات فقط (c.>1% ). ووفقا لفرضية أخرى، فإن التدفقات هي نتيجة تأثير في النسبية العامة المعروف باسم تباطؤ الإطار المرجعي.
تنشاء معظم التدفقات الأكبر والأكثر نشاطا من خلال الثقوب السوداء الهائلة في وسط المجرات النشطة مثل النجوم الزائفة والمجرات الراديوية أو داخل العناقيد المجرية.
التدفق النسبي
التدفق النسبي 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 النابضة. قد تمتد أطوال الشعاع بين عدة آلاف إلى مئات الآلاف أو ملايين الفراسخ. سرعات التدفقات عند الاقتراب من سرعة الضوء تظهر تأثيرات بارزة لنظرية النسبية الخاصة. على سبيل المثال، الإشعاع النسبي الذي يغير سطوع الشعاع الظاهري.
لا تزال الآليات وراء تكوين التدفقات غير مؤكدة. على الرغم من أن بعض الدراسات تحبذ النماذج التي تتكون فيها التدفقات من خليط محايد كهربائيا من النويات -الإلكترونات والبوزيترونات، في حين أن بعض الدراسات الآخرى تتسق مع التدفقات المكونة من بلازما الإلكترون البوزيترون.
التدفقات النسبية من النجوم النيوترونية
يمكن أيضا رصد تدفقات من النجوم النيوترونية المغزلية. ومن الأمثلة على ذلك نباض سديم المنارة، الذي يحتوي على أكبر تدفقات 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.
وفي البداية، كان يعتقد أن هذا النابض يدور بسرعة ولكن القياسات في وقت لاحق تشير إلى معدل غزل 15.9 Hz فقط. مثل معدل التدوير البطيئ هذا وغياب وجود مواد تراكم يشير إلى أن التدفقات ليست مدعوعة من الدوران ولا المواد المتراكمة، على الرغم من أن التدفقات تبدو متراصفة مع محور دوران النابض وعمودية على حركتة الحقيقية.
الدوران كمصدر محتمل للطاقة
كي يحدث التدفق النسبي، تلزم كمية هائلة من الطاقة لبدء ذلك، لذا من المحتمل أن تنتج بعض التدفقات عن دوران الثقوب السوداء. لكن تردد الطاقة العالية للمصادر الفلكية ذات التدفقات قد يشير إلى اجتماع عدة آليات مختلفة ومحددة بشكل غير مباشرٍ بالطاقة داخل القرص المزود أو أشعة X المنبعثة من المصدر. وهناك نظريتان تُستخدمان لشرح كيفية انتقال الطاقة من الثقب الأسود إلى التدفق الفلكي، وهما كالتالي:
طريقة بلانفورد–زناجيك: حيث تشرح هذه النظرية استخراج الطاقة من الحقول المغناطيسية حول القرص المزود، والتي تُسحب بدورها وتُفتل نتيجة دوران الثقب الأسود. ثم تُطلق المادة النسبية بشكل ملائم عن طريق تضييق (شدّ) خطوط الحقل.
آلية بنروز: تُستخرج الطاقة هنا من الثقب الأسود الدوار عن طريق تباطؤ الإطار المرجعي، حيث أُثبتت لاحقاً –نظرياً –قدرة هذه الآلية على استخراج طاقة الجزيء النسبية وعزم الاندفاع ، وأظهرت أنها إحدى الآليات الممكنة لتشكل التدفق.
صور أخرى
مصادر
ثقوب سوداء
فيزياء البلازما
فيزياء فلكية