لقد حدد المرصد الكبير للدشات الهوائية عالية الارتفاع (LHAASO) الميكروكوازارات كمسرعات رئيسية خلف "ركبة" أشعة كونية، وهي لغز يعود لعقود في علم الفلك الفيزيائي. المنشورة في 16 نوفمبر، تكشف النتائج أن هذه الأنظمة الثقوب السوداء تنتج جسيمات عالية الطاقة فائقة تتجاوز التوقعات السابقة. تؤكد دراستان دور الميكروكوازارات في تشكيل بيئة الجسيمات في المجرة.
لمدة نحو 70 عامًا، حار العلماء حول "ركبة" في طيف طاقة أشعة كونية—انخفاض حاد في عدد الجسيمات فوق 3 PeV، يشير إلى تحول من سلوك قانون القدرة إلى آخر. نتائج بارزة من LHAASO، المنشورة في 16 نوفمبر، ترجع هذه السمة إلى الميكروكوازارات: أنظمة ثنائية مدمجة حيث يجمع الثقوب السوداء المادة من النجوم المصاحبة، وتطلق نفاثات نسبية تعمل كمسرعات جسيمات قاسية.
دراستان، منشورتان في National Science Review وScience Bulletin، تبرزان الميكروكوازارات كأصل محتمل. اكتشف LHAASO أشعة غاما عالية الطاقة من خمسة من هذه الأجسام: SS 433، V4641 Sgr، GRS 1915+105، MAXI J1820+070، وCygnus X-1. هذه تمثل أول ملاحظات منهجية عند طاقات PeV.
في SS 433، تتداخل أشعة غاما مع سحابة ذرية هائلة، مما يشير إلى بروتونات متسارعة بالثقب الأسود تصطدم بالمادة المحيطة. طاقات البروتونات هناك تتجاوز 1 PeV، مع إجمالي طاقة يصل إلى حوالي 10^32 جول لكل ثانية—ما يعادل أربعة تريليون قنبلة هيدروجينية تنفجر كل ثانية. أنتج V4641 Sgr أشعة غاما تصل إلى 0.8 PeV، مع جسيمات أبوية تتجاوز 10 PeV، مما يؤكده كمسرع فائق PeV.
تمكنت تقنيات LHAASO المتقدمة من قياس طيف البروتون بدقة في منطقة الركبة، كاشفة مكون طاقة عالية غير متوقع. مع بيانات من AMS-02 وDAMPE، يظهر هذا أن درب التبانة تستضيف مسرعات متعددة، كل بقيود طاقة مميزة. تفسر بقايا السوبرنوفا الطاقات المنخفضة، لكن الميكروكوازارات تفسر الركبة وما بعدها، محلاً نقاشًا طويل الأمد.
شملت البحث علماء من معهد فيزياء الطاقة العالية في الأكاديمية الصينية للعلوم، جامعة نانجينغ، جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية، وجامعة لا سابيينزا في روما، من بين آخرين. يوفر مصفوفة LHAASO الهجينة رؤى مزدوجة في أشعة غاما وأشعة كونية، رابطًا الركبة مباشرة بنظم نفاثات الثقوب السوداء ومقدمًا فهمًا للعمليات القاسية في الكون.