تسجيل الدخول

تسجيل

النفاثات

المؤلف:  جيمس بيني

المصدر:  الفيزياء الفلكية مقدمة قصرية جدا

الجزء والصفحة:  ص61

2026-07-08

34

لم يقتصر ظهور عدم الاستقرار المغناطيسي الدوراني على حل اللغز الطويل الأمد حول سبب كون اللزوجة داخل الأقراص التراكمية كبيرة كما تتطلَّبها عمليات الرصد، بل قدَّم أيضًا دليلًا على أصل السمة الأكثر لفتًا للنظر في الأقراص التراكمية، وهي النفاثات. حيثما وُجدَت أدلة تشير إلى أن جِرمًا مضغوطًا آخِذٌ في التراكم، فإن البيانات الرصدية تُظهر «تدفقًا خارجيًّا» وليس تدفقًا داخليًّا. ويُعد جِرم هيربج هارو، كما يظهر في الشكل 1، المثال الكلاسيكي على ذلك؛ فلُب هذا الجِرم هو نجم في طور التشكُّل، لكن السمة الأكثر بروزًا فيه هي زوج من النفاثات الضيقة التي يتحرك فيها الغاز البارد جدًّا بسرعة تقارب 200كم/ث-1، وهي سرعة تفوق بكثيرٍ سرعة الصوت في الغاز. على الأرض، لا يسع مهندسي الطيران سوى أن يحلموا بتكرار هذه الظاهرة.

نجد مثالًا آخر رائعًا على تكوين النفاثات في الجِرم SS433، الذي يتكون من نجم أكبر كتلةً بقليل من الشمس يدور حول ثقبٍ أسود. يُزوِّد النجم العادي الثقب الأسود بالغاز، ويتحرك الغاز بشكلٍ حلزوني نحو الثقب الأسود عَبْر قرصٍ تراكمي. تنقل نفاثتان المادة على طول محور دوران القرص التراكمي بسرعات تزيد على ربع سرعة الضوء (c 0.25)، حيث   c يساوي (300 ألف كم/ث هو سرعة الضوء)، ولكن يظل الغاز باردًا بما يكفي ليحتوي على ذرات الهيدروجين، ويصدر الخطوط الطيفية المميزة له. ومن ثَم، فإن الغاز في النفاثة يتحرك بسرعة أكبر بكثير من سرعة الصوت.

شكل 1: الجِرم هيربج هارو HH30. تنبعث النفاثات من كلا الجانبَين من القرص التراكمي على نجمٍ أوَّلي. ويكون القرص نفسه مظلمًا ومتسعًا؛ فنراه كظلٍّ على خلفيةٍ مشرقة من الضوء المنتشر.

في الجِرم SS433، يدور محور دوران القرص التراكمي حول خط يقع ضمن زاوية 11 درجة من مستوى السماء (الشكل 2)، وتسير النفاثات عند قواعدها على طول اتجاه محور الدوران الحالي. مع ابتعاد كل جزء من الغاز عن الثقب الأسود، يتحرك في خط مستقيم، بينما يستمر القرص في الدوران، ويطلق أجزاءً جديدةً على طول محور الدوران الجديد. لذا، فإن النفاثات بشكلٍ عام تدور حول مخروطٍ ذي زاوية انفتاح 40 درجة (الشكل 3)

مثالنا الأخير على النفاثات يتمثل في نطاقٍ أكبر بكثير، وهو المجرَّة الراديوية الدجاجة «أ» الموضحة في الشكل.4 تنبعث نفاثتان رفيعتان للغاية من البلازما من مركز مجرَّة إهليلجية عملاقة، وعلى بُعد 0,77 ميجافرسخ من الثقب الأسود، تصطدم بالمحيط بين المجرَّات بقوةٍ هائلة، مما يؤدي إلى تسريع الإلكترونات إلى طاقاتٍ مذهلة (الفصل السادس). تبعث هذه الإلكترونات العالية الطاقة الموجات الراديوية التي جرى تصوير النظام بها كما في الشكل 4.

شكل 2: القياسات الهندسية الخاصة بالجِرم SS433. تنبعث النفاثات في اتجاهَين متعاكسَين، وتجتاح سطح مخروط. يفتح هذا المخروط بزاويةٍ نصفية تبلغ 20 درجة، ويميل محوره بزاوية 80 درجة عن خط الرؤية نحو الأرض.

شكل 3: صورة راديوية للنفاثات الحلزونية للثنائية النجمية SS433.

تختلف هذه الأمثلة الثلاثة في العديد من الجوانب. يتضمن المثال الأول التراكم على نجمٍ شاب، فيما يتضمن المثالان الأخيران التراكم على الثقوب السوداء. يدفع التراكمَ في المثال الأول أجرامٌ ذات كتلةٍ نجمية، بينما يدفعه في المثال الأخير جِرمٌ أكبر كتلةً بنحو 10⁸ مرة. ويتضمن المثال الأول نفاثاتٍ غير نسبية بالكامل، بينما يتضمن المثال الثاني نفاثاتٍ نسبية معتدلة، ويتضمن المثال الثالث نفاثاتٍ نسبية مميزة؛ حيث تزيد الطاقات الحركية للجُسيمات في النفاثات على طاقات كتلتها الساكنة .على الرغم من هذه الاختلافات الكبيرة في الحجم، فإن كل نظام يتكون من زوجٍ من النفاثات الضيقة التي تحمل المادة بعيدًا عن الجِرم التراكمي بسرعة تفوق سرعة الصوت إلى حدٍّ كبير. وتختلف قدرة الطبيعة على بناء أنظمة اختلافًا كبيرًا في الطول ومقياس السرعة، ولكن يمكن إعادة قياسها تقريبًا بعضها إلى بعض، وهذا يشير ضمنًا إلى أن فيزياء هذه الأنظمة بسيطة، بمعنى أنها مقيدة بالكهرومغناطيسية والجاذبية، وهما نظريتان تفتقران إلى المقاييس الطبيعية. على النقيض من ذلك، تنطوي جميع الظواهر تقريبًا على كوكب الأرض على ميكانيكا الكم، التي تقدِّم مقياسًا من خلال ثابت بلانك (h)، الذي يساوي^34-10 6.6×جول لكل ثانية. النجوم والكواكب والوسط البينجمي، كلها تخضع لمقاييس تفرضُها عليها ميكانيكا الكم وثابت بلانك. يبدو أن النفاثات ظاهرةٌ نادرةٌ مستقلة عن ثابت بلانك. ونظرًا لبساطتها، قد تتخيل أننا نفهم كيف تتشكَّل. ولكن لسوء الحظ هذا بعيدٌ كل البعد عن الحقيقة.

شكل 4: صورة راديوية لمجرَّة الدجاجة «أ» الراديوية. تنبعث نفاثات رفيعة من نواة المجرَّة وتصطدم بالغاز المحيط بالمجرَّة على مسافة تزيد على 60 كيلوفرسخًا.