دیسک های توام و افشانه های نسبیتی در کهکشان های فعال VMR PCR

هنگامیكه یك ستاره در حال شكل گیری است از آنجا كه چگالی كمی در بخش تمركز خود دارد قدرت گرانش آن نیز نسبت به قدرت میدان مغناطیسی اش ناچیز است

مسائل متعددی در اخترفیزیک وجود دارد که تا به حال تنها با مطرح کردن تئوریهای جدید بر روی هم انباشته شده اند و جوابی نیافته اند. چرا تنها بعضی از اجرام در فضا هاله ای منظومه مانند دارند؟

● چرا افشانه های دیسك توام (Accretion disc jets) تنها در اطراف بعضی از اجرام سماوی مانند كهكشانهای فعال دیده می شوند و چرا از قطبین خود افشانه ی نسبیتی ساتع می كنند؟

هنگامیكه یك ستاره در حال شكل گیری است از آنجا كه چگالی كمی در بخش تمركز خود دارد قدرت گرانش آن نیز نسبت به قدرت میدان مغناطیسی اش ناچیز است. اما جرم آن در حال افزایش است.

از آنجاییكه كه در مقاله ی "نیروی خلا یا گرانش" اثبات كردیم كه نیروی دفع خلا متناسب با نیروی دفع ماده است و تفاوت بین آنها بسیار اندك است بنابراین این نیروی برآیند باید از نیروی مغناطیس جرم كمتر باشد.

● "ساختمان داخلی یك كهشكان فعال"

این مسئله تنها به ستاره ها ی بسیار پیر و یا بسیار جوان محدود است زیرا در دیگر اجرام آسمانی دو شرطی كه در این نوع از اجرام هست رعایت نشده:

الف) اینكه چگالی تمركز آنها كم باشد كه در نتیجه ی آن گرانش آنها از میدان مغناطیسشان كم قدرت شود.

ب) اینكه در شرف تبدیل شدن به یك سیاه چاله باشند كه گرانش آنها نسبت به میدان مغناطیسی آنها با سرعت بیشتری كاهش خواهد یافت و در نتیجه اینكه نیروی میدان آنها بر نیروی دفع خلا غلبه كند.

● حال چرا این نوع از افشانه ها تنها در قطبین جرم دیده می شوند؟

می دانیم كه این مواد اكثرا پلاسما هستند كه پلاسماهای آزاد در فضا نیز اغلب یونیزه هستند.

قدرت مغناطیس هم تنها در نقاط اوج خود (در قطبین) نیروی خلا را می شكافد. پس یون های مثبت از طرف قطب شمالی و یون های منفی از طرف قطب جنوبی شروع به گسیل شدن می كنند.

● سوال دیگری كه پیش می آید این است كه اگر این افشانه ها از یك جفت قطب ساتع می شوند پس چرا فركانس های مختلفی دارند؟

دو حالت وجود دارد كه این پدیده را بتوان توجیه كرد:

الف) شدت قدرت قطبین بین دو جسم اندازه گیری شده یكسان نباشد.

ب) مقدار پلاسما در اطراف قطبین یكسان نباشد.

در حالت اول مقدار انرژی وارد شده به یون ها متفاوت خواهد بود كه در این صورت مسلما فركانس گسیل آنها نیز یكسان نخواهد بود.

همچنین در حالت دوم اگر توده ای مواد بیشتر و بیشتر باشد انرژی كمتری به آنها وارد خواهد شد و مقداری انرژی را در برخورد با یكدیگر از دست می دهند كه این باعث كاهش فركانس آنها خواهد شد.

این پدیده در كهشكان های فعال بیش از سیاه چاله ها رخ می دهد و این به دلیل چگالی بالا هسته ی سیاه چاله ها است كه نیروی گرانش آنها را مركزیت می دهد و تقویت می كند.

● چرا افشانه های نسبیتی (Relativistic Jets) در كهكشان های فعال بیشتر دیده می شوند؟

(این دسته از افشانه ها قوی تر هستند). می دانیم كه در مركز كهكشان های فعال باید یك ستاره ی كاملا شكل گرفته وجود داشته باشد بنابراین پایان این ستاره باید یه یك سیاه چاله ختم شود.

طبق قوانین فیزیك گرانش به تنهایی نمی تواند قانون نیروی نیوتن را در حركات مداری توجیه كند.

بدین منظور كه اگر جرمی در مدار می چرخد چون سرعت آن ثابت است پس نیرویی نباید به آن وارد شود.

اما اگر اثرت میدان جرم مركزی را حذف كنیم می بینیم كه جرم تمایل دارد به مسیر مستقیم خود ادامه دهد تا اینكه در مدار بچرخد. از همین رو جرم مداری همیشه مایل به خروج است و گرانش حداكثر نیروی خود را برای حفظ آن می كند.

اما دیده ایم كه این پدیده در حوزه ی عمل گرانش نیست زیرا با ضعیف شدن تدریجی قدرت میدان مغناطیسی جرم مركزی اقمار نیز از آن فاصله می گیرند. ازآنجاییكه این نیروی ثانویه نمی تواند آنها را به مدارهای های زیرین محدود كند.

بنابراین قدرت برآیند نیروهای دافعه (گرانش) از قدرت میدان مغناطیسی كمتر است. زیرا قدرت گرانش بر چرخش خروجی جرم غلبه نمی كند اما قدرت مغناطیس این كار را انجام می دهد.

● نیروی دافعه ی خلا چگونه اجازه ی فرار افشانه ها را می دهد؟

همانطور كه در مقاله ی "ذرات بنیادین خلا و ضدمواد" گفته ایم نیروی عكس العمل ضد مواد (خلا) تنها كمی بیشتر از دافعه ی ماده و همچنین متناسب با آن است.

به همین دلیل مقدار برآیند این نیروها (گرانش) در ستاره های در حال شكل گرفتن كمتر از سیاه چاله ها است. بر همین مبنا مقدار افشانه ی خروجی در سیاه چاله ها نیز كمتر از ستاره های در حال شكل گرفتن می باشد كه البته این موضوع به جرم آنها نیز بستگی دارد.

طبق رفتار اجرام در حركات مداری اثبات كردیم كه قدرت میدان مغناطیسی از گرانش باید كمتر باشد. بنابراین هر قطبی می تواند یون های همنام خود را دفع كند.

● سوال دیگر جامعه ی علمی در مورد افشانه ها این است كه چرا آنها در نهایت به ۹۹ درصد از سرعت نور می رسند و چرا در بعضی موارد جرم زیادی (برابر با جرم مشتری) دارند؟

ذات این افشانه ها به نوعی از انرژی است بنابراین سرعت آنها باید C باشد اما در بهترین شرایط سرعت آنها ۹۹.۹۹C خواهد بود زیرا مقداری از آن انرژی صرف غلبه بر دفع خلا می شود.

اما پیش بینی می كنیم جرم زیاد آنها دلیلی به جز اختلاف كم قدرت میدان مغناطیسی و قدرت گرانش جرم گسیل كننده نداشته باشد كه در این صورت نیز سرعت و فركانس آنها باید كمتر از حالت های معمول باشد زیرا در این حالت گرانش می تواند یون ها را جذب كرده و مغناطیس نیز در نقطه ی اوج خود (قطبین) آنها را دفع كند.

امروزه دانشمندان گمان بر این دارند كه با درك منبع اصلی این افشانه ها بتوانند پایه و اساس پرتوهای گاما با نیمه عمر بسیار كوتاه (Gamma rays burst) را پیدا كنند.

عقیده ی VMR-PCR در این مورد به ذره ی فرضی (اپسیلون) مربوط می شود.

بیان كردیم كه این پرتوهای كیهانی در واقع دنباله ی این تاكیون هستند كه قبل از آنها در ادامه ی این تاكیون پرتوهای چرنكوف وجود دارد.

طبق مدل "ریزش های هادرونیك" هنگامیكه پرتوهای كیهانی به اتم های اتمسفری برخورد می كنند خود به سه نوع مزون (مزون – پاد مزون و مزون صفر) تبدیل می شوند.

مزون های صفر به دلیل داشتم نیمه عمر كوتاه خود به دو ریشه از پرتوهای گاما تبدیل می شوند (ریزش EM). اگر این پرتوهای گاما تا سطح جرم پیش بروند به یك جفت الكترون – پوزیترون تبدیل می شوند (كاهش فركانس – نوعی انتقال به قرمز).

می دانیم كه پرتوهای گاما توسط میادین مغناطیسی منحرف می شوند. به همین دلیل قطبین در ستاره ها و یا سیاه چاله ها این امواج را دفع كرده و فركانس آنها از طریق این دفع (با افزایش سرعت) زیاد می شود و به همین دلیل دوباره در راه برگشت به مزون ها تبدیل خواهند شد.

ازآنجاییكه پرتوهای گاما سرعت بالای ۹۹C را نمی پذیرند و تجزیه می شوند حداكثر سرعت افشانه های ارسالی نیز همان ۹۹C می باشد.

دانشمندان اخیرا با استفاده از سرنخ هایی كه در دست دارند بیان نموده اند كه این افشانه ها به نوعی باید به یك جفت مربوط باشند كه خود این جفت به احتمال زیاد در مغناطیس سپهر (Magnetopause) اجرام گسیل كننده نهفته است.

همانطور كه مشاهده كردید VMR-PCR این جفت را همان قطبین اجرام در مركز مغناطیسی معرفی می كند و در تمامی این موارد پلاسماها ابتدا در كمربندهای داخلی بر روی محور مغناطیس زمین جمع می شوند. كه در نهایت یا از دفع قطبین و یا با خروج از مدار (كاهش قدرت میدان مغناطیسی) افشانه ها از ستاره ها و سیاه چاله ها فرار می كنند.

سرانجام گذشت زمان تمامی ابهامات را از بین می برد.

علیرضا یعقوبی