511 केवी गामा-रे लाइन उत्सर्जन के सर्वश्रेष्ठ फिटिंग lo हेलो + डिस्क ’के मॉडल का आकाश-मानचित्र। चित्र साभार: INTEGRAL बड़ा करने के लिए क्लिक करें।
पॉज़िट्रॉन, इलेक्ट्रान के विरोधी पदार्थ, की भविष्यवाणी पॉल डायराक द्वारा - उस समय के लिए की गई थी - जब इलेक्ट्रॉन के लिए क्रांतिकारी - क्वांटम तरंग समीकरण। कुछ साल बाद, 1932 में, कार्ल एंडरसन ने कॉस्मिक किरणों में पॉज़िट्रॉन की खोज की, और डिराक को 1933 में नोबेल पुरस्कार और 1936 में एंडरसन को मिला।
जब एक पॉज़िट्रॉन एक इलेक्ट्रॉन से मिलता है, तो वे दो गामा किरणों का उत्पादन करते हैं। कभी-कभी हालांकि, सर्वनाश पॉज़िट्रोनियम के गठन से पहले होता है, जो हाइड्रोजन परमाणु की तरह होता है, जिसमें पॉज़िट्रॉन द्वारा प्रतिस्थापित प्रोटॉन होता है (पॉज़िट्रोनियम का अपना प्रतीक पीएस होता है)। पॉज़िट्रोनियम दो रूपों में आता है, अस्थिर होता है, और या तो दो गामा (लगभग 0.1 नैनोसेकंड के भीतर) या तीन (लगभग 100 नैनोसेकंड के भीतर) में तय होता है।
खगोलविदों ने 1970 के दशक से जाना है कि ब्रह्मांड में बहुत सारे पॉज़िट्रॉन होने चाहिए। क्यों? क्योंकि जब एक पॉज़िट्रॉन और इलेक्ट्रॉन दो गामा देने की घोषणा करते हैं, तो दोनों में एक ही तरंग दैर्ध्य होता है, लगभग 0.024 ron, या 0.0024 एनएम (खगोलविद, जैसे कण भौतिक विज्ञानी, गामा किरणों की तरंग दैर्ध्य के बारे में बात नहीं करते हैं, वे अपनी ऊर्जा के बारे में बात करते हैं; 511; इस मामले में केवी)। इसलिए, यदि आप आकाश को गामा-किरण की दृष्टि से देखते हैं - तो निश्चित रूप से वातावरण के ऊपर से! - आप जानते हैं कि बहुत सारे पॉज़िट्रॉन थे क्योंकि आप एक ही 'रंग' के बहुत सारे गामा देख सकते हैं, 511 केवी (यह निष्कर्ष निकालने के समान है कि ब्रह्मांड में बहुत सारे लाल (1.9 eV) अल्फ़ा में बहुत सारे अल्फ़ाज़ हैं) रात का आसमान)।
पॉज़िट्रोनियम के तीन-गामा क्षय के स्पेक्ट्रम से, 511 केवी लाइन की तीव्रता के साथ तुलना में, खगोलविदों ने चार साल पहले काम किया था कि लगभग 93% पॉज़िट्रॉन जिनके विनाश के रूप में हम देखते हैं कि वे पॉज़िट्रोनियम बनाते हैं।
कितना पॉज़िट्रोनियम? मिल्की वे उभार में, हर सेकंड लगभग 15 बिलियन (हज़ार मिलियन) टन पॉज़िट्रॉन नष्ट हो जाते हैं। यह उतना ही द्रव्यमान है जितना कि दसियों ट्रिलियन टन के इलेक्ट्रॉनों में, जिनका उपयोग हम चट्टानों या पानी की तरह करते हैं; लगभग 40 किमी के मध्य में एक मध्यम आकार के क्षुद्रग्रह जितना।
सार्वजनिक रूप से जारी किए गए INTEGRAL डेटा (लगभग एक वर्ष के मूल्य) का विश्लेषण करके, J-rgen Kn; dlseder और उनके सहयोगियों ने पाया कि:
- पॉज़िट्रॉन जो मिल्की वे डिस्क में विलोपित हो रहे हैं, सबसे अधिक संभवतया आइसोटोप एल्युमिनियम -26 और टाइटेनियम -44 के बीटा + (यानी पॉज़िट्रॉन) से आते हैं, जो हाल ही में सुपरनोवा में निर्मित हुए थे (याद रखें, खगोलविद 10 मिलियन साल पहले भी कहते हैं। 'हाल का')
- हालाँकि, पाँच से अधिक फैक्टर डिस्क में मिल्की वे के उभारे जाने से अधिक पॉज़िट्रॉन नष्ट हो रहे हैं
- ऐसा लगता है कि कोई 'बिंदु' स्रोत नहीं हैं।
निस्संदेह, एक इंटीग्रल वैज्ञानिक के लिए, एक 'बिंदु' स्रोत का उतना ही अर्थ नहीं है जितना कि एक शौकिया खगोलशास्त्री का! पॉज़िट्रोनियम लाइन में गामा-किरण की दृष्टि अविश्वसनीय रूप से धुंधली है, एक वस्तु (छह?) के पार छह चंद्रमाएं एक 'बिंदु' की तरह दिखाई देंगी! बहरहाल, Kn-dlseder और खगोल भौतिकी खोजी दल की उनकी टीम यह कहने में सक्षम है कि "जिन स्रोतों की हमने खोज की उनमें से कोई भी महत्वपूर्ण 511 keV फ्लक्स नहीं दिखाया गया"; इन 40 qu सामान्य संदिग्धों 'में पल्सर, क्वासर, ब्लैक होल, सुपरनोवा अवशेष, स्टार बनाने वाले क्षेत्र, समृद्ध आकाशगंगा समूह, उपग्रह आकाशगंगा और ब्लेज़र शामिल हैं। लेकिन, वे अभी भी देख रहे हैं, "हमने वास्तव में [योजना बनाई है], सामान्य संदिग्धों के गहन अवलोकन, जैसे कि टाइप Ia सुपरनोवा (SN1006, Tycho), और LMXB (Cen X-4) को समर्पित किया, जो इस समस्या को हल करने में मदद कर सकता है। । "
तो, 15 बिलियन टन के पॉज़िट्रॉन को हर पल उभार में विलोपित कहाँ से किया जाता है? "मेरे लिए पॉज़िट्रॉन सर्वनाश के बारे में सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि प्रिंसिपल स्रोत अभी भी एक रहस्य है," Kn? Dlserer कहते हैं। “हम एल्यूमीनियम -26 क्षय द्वारा डिस्क से बेहोश उत्सर्जन की व्याख्या कर सकते हैं, लेकिन पॉज़िट्रॉन के थोक गैलेक्सी के उभार क्षेत्र में स्थित हैं, और हमारे पास कोई स्रोत नहीं है जो आसानी से सभी अवलोकन संबंधी विशेषताओं की व्याख्या कर सके। विशेष रूप से, यदि आप 511 केवी आकाश की तुलना अन्य तरंग दैर्ध्य में देखे गए आकाश से करते हैं, तो आप पहचानते हैं कि 511 केवी आकाश अद्वितीय है! कोई अन्य आकाश नहीं है जो हम देखते हैं जैसा दिखता है। "
INTEGRAL टीम को लगता है कि वे बड़े पैमाने पर सितारों, कॉलैपर्स, पल्सर, या कॉस्मिक रे इंटरैक्शन को नियंत्रित कर सकते हैं, क्योंकि यदि ये उभार पॉज़िट्रॉन का स्रोत थे, तो डिस्क 511 केवी लाइट में बहुत उज्जवल होगा।
उभार पॉज़िट्रॉन विभिन्न प्रक्रियाओं के माध्यम से लो-मास एक्स-रे बायनेरी, शास्त्रीय नोवा, या टाइप 1 ए सुपरनोवा से आ सकता है। प्रत्येक मामले में चुनौती यह समझना है कि इनके द्वारा बनाए गए पॉज़िट्रॉन कितने लंबे समय बाद तक जीवित रह सकते हैं और अपने जन्मस्थान से काफी दूर तक फैल सकते हैं।
कॉस्मिक स्ट्रिंग्स के बारे में क्या? जबकि हाल ही में तन्मय वाचस्पति पेपर ने हाल ही में Kn। Dlseder et al के लिए हाल ही में उभरे हुए पॉज़िट्रॉन के संभावित स्रोत के रूप में इनका प्रस्ताव रखा। उनके कागज पर विचार करने के लिए, "फिर भी मेरे लिए यह स्पष्ट नहीं है कि हमारे पास यह बताने के लिए पर्याप्त अवलोकन संबंधी बाधाएं हैं कि ब्रह्मांडीय तार 511 केवी बनाते हैं; यदि कॉस्मिक स्ट्रिंग्स मौजूद हैं, तो हमें यह भी पता नहीं है। कॉस्मिक स्ट्रिंग्स की एक अनूठी विशेषता की आवश्यकता होगी जो अन्य सभी स्रोतों को बाहर कर दे, और आज मुझे लगता है कि हम इससे बहुत दूर हैं। ”
शायद सबसे रोमांचक रूप से, पॉज़िट्रॉन कम द्रव्यमान वाले गहरे पदार्थ कण और उसके एंटी-पार्टिकल के विनाश से आ सकता है, या न? डलेसर एट अल के रूप में। इसे बोहेम एट अल द्वारा हाल ही में सुझाए गए अनुसार "लाइट डार्क मैटर (1-100 MeV) का सत्यानाश करें।" (2004), शायद सबसे विदेशी है, लेकिन यह भी सबसे रोमांचक उम्मीदवार है जो गेलेक्टिक पॉज़िट्रॉन का सबसे रोमांचक स्रोत है। ” डार्क मामला पॉज़िट्रोनियम से भी अधिक विदेशी है; डार्क मैटर मामला विरोधी नहीं है, और कोई भी इसे पकड़ने में सक्षम नहीं है, अकेले एक लैब में इसका अध्ययन करें। खगोलविदों ने स्वीकार किया कि यह सर्वव्यापी है और इसकी प्रकृति को ट्रैक करना खगोल भौतिकी और कण भौतिकी दोनों में सबसे गर्म विषयों में से एक है। यदि मिल्की वे उभार में विलुप्त होने वाले पॉज़िट्रॉन के प्रति सेकंड के अरबों टन शास्त्रीय नोवा या थर्मोन्यूक्लियर सुपरनोवा से नहीं आ सकते हैं, तो शायद अच्छे पुराने अंधेरे मामले को दोष देना है।
