चित्र साभार: NASA
खगोलविदों का मानना है कि गामा-रे फटने, ब्रह्मांड के सबसे शक्तिशाली विस्फोटों, ब्रह्मांड में सबसे ऊर्जावान कणों, अल्ट्राहिग-ऊर्जा ब्रह्मांडीय किरणों का निर्माण हो सकता है। नासा के डी-ऑर्बिटेड कॉम्प्टन गामा-रे ऑब्जर्वेटरी द्वारा एकत्र किए गए साक्ष्य से पता चला है कि गामा किरण के फटने के एक उदाहरण में, इन उच्च-ऊर्जा कणों ने उनके बीच संबंध बनाने वाले क्षेत्र पर हावी कर दिया, लेकिन यह कहना मुश्किल है कि पर्याप्त रूप से जुड़ा हुआ है ।
नासा के कॉम्पटन गामा-रे ऑब्जर्वेटरी में टिप्पणियों के एक नए विश्लेषण के अनुसार, ब्रह्मांड में सबसे शक्तिशाली विस्फोट, गामा-रे फटने, ब्रह्मांड में सबसे ऊर्जावान कण उत्पन्न कर सकते हैं, जिसे अल्ट्राहिग-एनर्जी कॉस्मिक किरणों (यूएचईसीआर) के रूप में जाना जाता है।
शोधकर्ताओं ने इन गूढ़ विस्फोटों से प्रकाश में एक नए पहचाने गए पैटर्न की प्रकृति के 14 अगस्त के संस्करण की रिपोर्ट की, जिसे प्रोटॉन द्वारा बालों की प्रकाश गति के बारे में बताया जा सकता है।
ये प्रोटॉन, एक विस्फोट से छींटे की तरह, यूएचईसीआर हो सकते हैं। इस तरह की ब्रह्मांडीय किरणें दुर्लभ हैं और खगोल भौतिकी में एक स्थायी रहस्य का गठन करती हैं, प्रतीत होता है कि भौतिक विवरण को धता बताते हुए, क्योंकि वे सुपरनोवा विस्फोट जैसे प्रसिद्ध तंत्रों द्वारा उत्पन्न किए गए हैं।
"कॉस्मिक किरणें 'भूल जाती हैं' जहां से वे आते हैं, क्योंकि प्रकाश के विपरीत, उन्हें चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा अंतरिक्ष में मार दिया जाता है," न्यू मैक्सिको में लॉस अलामोस नेशनल लेबोरेटरी के प्रमुख लेखक मारिया मैग्डेलेना गोंजालेज और विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय में स्नातक छात्र ने कहा। "यह परिणाम संभवतः उनके स्रोत पर उत्पादित होने के सबूतों को देखने का एक रोमांचक मौका है।"
गामा-रे फटने - एक रहस्य वैज्ञानिक आखिरकार शुरू हो रहे हैं - एक लाख ट्रिलियन सूर्य के रूप में शानदार ढंग से चमक सकते हैं, और कई एक असामान्य रूप से शक्तिशाली प्रकार के विस्फोट स्टार से हो सकते हैं। बर्स्ट आम अभी तक यादृच्छिक और क्षणभंगुर हैं, केवल कुछ सेकंड के लिए।
कॉस्मिक किरणें परमाणु कण (उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनों, प्रोटॉन या न्यूट्रिनो) प्रकाश की गति के करीब चलती हैं। कम ऊर्जा वाली ब्रह्मांडीय किरणें पृथ्वी पर लगातार बमबारी करती हैं, जो सोलर फ्लेयर्स और विशिष्ट स्टार विस्फोटों द्वारा संचालित होती हैं। UHECRs, मेजर लीग्स में फेंके गए बेसबाल की ऊर्जा को ले जाने वाले प्रत्येक परमाणु कण के साथ सबसे बड़े मानव निर्मित कण त्वरक में उत्पादित कणों की तुलना में सौ मिलियन गुना अधिक ऊर्जावान होते हैं।
वैज्ञानिकों का कहना है कि यूएचईसीआर पृथ्वी के अपेक्षाकृत करीब से उत्पन्न होना चाहिए, क्योंकि 100 मिलियन प्रकाश वर्ष से अधिक दूर तक जाने वाले किसी भी कण को उस समय तक अपनी ऊर्जा खोनी होगी जब तक यह हमारे पास नहीं पहुंचता। साधारण ब्रह्माण्डीय किरणों का कोई भी स्थानीय स्रोत UHECR उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली नहीं है।
गोंजालेज के नेतृत्व वाले कागज में विशेष रूप से यूएचईसीआर उत्पादन पर ध्यान केंद्रित नहीं किया गया है, बल्कि गामा-रे विस्फोट में देखा गया प्रकाश का एक नया पैटर्न है। कॉम्पटन वेधशाला अभिलेखागार (2000 में मिशन समाप्त हो गया) में गहरी खुदाई करते हुए, समूह ने पाया कि 1994 से एक गामा-किरण फट गया, जिसका नाम GRB941017 है, इस अंतरिक्ष यान द्वारा दर्ज किए गए अन्य 2,700-कुछ फटने से अलग दिखाई देता है। यह फट दस अरब प्रकाश वर्ष दूर, तीर नक्षत्र सागर की दिशा में स्थित था।
जिसे वैज्ञानिक गामा किरणें कहते हैं, वे फोटोन (प्रकाश कण) हैं, जो ऊर्जा की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करते हैं, वास्तव में, हमारी आंखों को एक इंद्रधनुष में रंगों के रूप में पंजीकृत करने वाली ऊर्जा की तुलना में एक लाख गुना अधिक व्यापक है। गोंजालेज के समूह ने उच्च-ऊर्जा गामा-किरण फोटोन को देखा। वैज्ञानिकों ने पाया कि इस प्रकार के फोटॉन फट पर हावी थे: वे कम-ऊर्जा घटक की तुलना में औसतन कम से कम तीन गुना अधिक शक्तिशाली थे, आश्चर्यजनक रूप से, लगभग 100 सेकंड के बाद हजारों गुना अधिक शक्तिशाली।
यानी, जबकि कम-ऊर्जा वाले फोटॉन के प्रवाह ने उपग्रह के डिटेक्टरों को मारना शुरू कर दिया, उच्च ऊर्जा वाले फोटोन का प्रवाह स्थिर रहा। खोज लोकप्रिय "सिंक्रोट्रॉन शॉक मॉडल" के साथ असंगत है जो सबसे अधिक फटने का वर्णन करता है। तो उच्च-ऊर्जा फोटॉन के इस संवर्धन को क्या समझा सकता है?
"एक व्याख्या यह है कि अल्ट्राहैग-एनर्जी कॉस्मिक किरणें जिम्मेदार हैं, लेकिन वास्तव में वे गामा किरणों को उन ऊर्जा पैटर्न के साथ बनाते हैं जिन्हें हमने देखा था कि गणना की बहुत आवश्यकता है," डॉ। ब्रेंडा डिंगस ऑफ़ लैन, ने कागज पर एक सह-लेखक कहा। "हम कुछ सिद्धांतकारों को यह पता लगाने की कोशिश में व्यस्त रखेंगे।"
अल्ट्राहिग-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों का विलंबित इंजेक्शन GRB 941017 में अनपेक्षित रूप से बड़े उच्च ऊर्जा गामा-किरण प्रवाह को समझाने का एक और तरीका प्रदान करता है। लेकिन इस स्पष्टीकरण के लिए मानक फट मॉडल के संशोधन की आवश्यकता होगी, सह-लेखक डॉ। चार्ल्स डर्मर ने कहा, वाशिंगटन में अमेरिकी नौसेना अनुसंधान प्रयोगशाला में एक सैद्धांतिक खगोल भौतिकीविद। "या तो मामले में, इस परिणाम से गामा-रे फटने में होने वाली एक नई प्रक्रिया का पता चलता है," उन्होंने कहा।
पृथ्वी से 100 मिलियन प्रकाश वर्ष के भीतर गामा-किरण फटने का पता नहीं चला है, लेकिन ईन्स के माध्यम से स्थानीय स्तर पर इस प्रकार के विस्फोट हो सकते हैं। यदि ऐसा है, तो डिंगस ने कहा, जीआरबी 941017 में उसके समूह ने जो तंत्र देखा, उसे घर के करीब डुप्लिकेट किया जा सकता था, आज हम जो यूएचईसीआर देखते हैं, उसकी आपूर्ति करने के लिए पर्याप्त है।
कॉम्पटन वेधशाला संग्रह में अन्य विस्फोटों ने एक समान पैटर्न प्रदर्शित किया हो सकता है, लेकिन डेटा निर्णायक नहीं हैं। 2006 में लॉन्च के लिए निर्धारित नासा के गामा-रे लार्ज एरिया स्पेस टेलीस्कोप (GLAST) में उच्च-ऊर्जा गामा-किरण फोटॉनों को सुलझाने और इस रहस्य को सुलझाने के लिए डिटेक्टर पर्याप्त शक्तिशाली होंगे।
नेचर रिपोर्ट पर सह-लेखकों में पीएचडी भी शामिल है। हंट्सविले में अलबामा विश्वविद्यालय के स्नातक छात्र युकी कानेको, डॉ। रॉबर्ट प्रीसे और डॉ। माइकल ब्रिग्स। यह शोध नासा और ऑफिस ऑफ नेवल रिसर्च द्वारा वित्त पोषित किया गया था।
UHECRs तब देखे जाते हैं जब वे हमारे वायुमंडल में दुर्घटनाग्रस्त होते हैं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। टक्कर से ऊर्जा अरबों उपपरमाण्विक कणों की एक वायु बौछार और पराबैंगनी प्रकाश की चमक पैदा करती है, जो विशेष उपकरणों के साथ पता लगाया जाता है।
नेशनल साइंस फाउंडेशन और अंतर्राष्ट्रीय सहयोगियों के पास जमीन पर प्रायोजित उपकरण हैं, जैसे यूटा में उच्च रिज़ॉल्यूशन फ्लाई की आंखें (http://www.cosmic-ray.org/learn.html) और अर्जेंटीना में ऑस्टर ऑब्जर्वेटरी (http: /) /www.auger.org/)। इसके अलावा, नासा यूरोपीय स्पेस एजेंसी के साथ मिलकर इंटरनेशनल स्पेस स्टेशन पर एक्सट्रीम यूनिवर्स स्पेस ऑब्जर्वेटरी (http://aquila.lbl.gov/EUSO/) लगाने के लिए काम कर रहा है। प्रस्तावित OWL मिशन, ऑर्बिट से, हवा की बारिश की ओर नीचे की ओर देखता है, टेक्सास जैसे बड़े क्षेत्र को देखता है।
ये वैज्ञानिक चमक को रिकॉर्ड करते हैं और उप-परमाणु छर्रों की जनगणना करते हैं, जो इस बात की गणना करने के लिए पीछे की ओर काम करते हैं कि एक कण को वायुमंडलीय झरना बनाने के लिए कितनी ऊर्जा की आवश्यकता होती है। वे 10 ^ 20 इलेक्ट्रॉन वोल्ट (ईवी) या अधिक के चौंकाने वाले आंकड़े पर पहुंचते हैं। (तुलना के लिए, पीले प्रकाश के एक कण में ऊर्जा 2 eV है, और आपके टेलीविज़न ट्यूब में इलेक्ट्रॉन हजार इलेक्ट्रॉन वोल्ट ऊर्जा रेंज में हैं।)
ये अल्ट्राहिग-ऊर्जा कण आइंस्टीन के विशेष सापेक्षता के सिद्धांत द्वारा अनुमानित विचित्र प्रभावों का अनुभव करते हैं। यदि हम उन्हें ब्रह्मांड के सुदूर कोने से आने वाले अवलोकन के लिए कह सकते हैं, तो कहो कि सौ मिलियन प्रकाश वर्ष दूर हैं, हमें धैर्य रखना होगा - यात्रा को पूरा करने में सौ मिलियन वर्ष लगेंगे। हालांकि, अगर हम कणों के साथ यात्रा कर सकते हैं, तो प्रेक्षक द्वारा मापी गई तेजी से घूमने वाली वस्तुओं के समय के फैलाव के कारण यात्रा एक दिन से भी कम समय में खत्म हो जाती है।
दूर के स्रोतों से उत्पन्न होने पर उच्चतम ऊर्जा ब्रह्मांडीय किरणें भी हम तक नहीं पहुँच सकती हैं, क्योंकि वे बड़ी धमाके से बची कॉस्मिक माइक्रोवेव फोटॉन से टकराती हैं और ऊर्जा खो देती हैं। इन ब्रह्मांडीय किरणों के स्रोत कई सौ मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर अपेक्षाकृत हमारे करीब पाए जाने चाहिए। इस दूरी के भीतर गामा-रे फटने के रूप में विस्फोट होने वाले सितारे पाए जाते हैं, इसलिए ब्रह्मांडीय किरणों द्वारा बनाए गए विकिरण के प्रकटीकरण द्वारा प्रतिष्ठित गामा-रे फट अवशेषों को खोजने के लिए गहन पर्यवेक्षणीय प्रयास चल रहे हैं।
कुछ प्रकार के खगोलीय पिंडों के पास UHECR गति के लिए कणों को विस्फोट करने के लिए आवश्यक चरम स्थिति होती है। यदि गामा-रे फटने से यूएचईसीआर का उत्पादन होता है, तो वे संभवतया विस्फोट के कणों में कणों को तेज करके विस्फोट से प्रकाश की गति के करीब पहुंच जाते हैं। गामा-रे फटने में UHECRs को तेज करने की शक्ति होती है, लेकिन अब तक देखे गए गामा-किरण फटने से रिमोट, अरबों प्रकाश वर्ष दूर हैं। इसका मतलब यह नहीं है कि वे पास में हो सकते हैं, UHECR कटऑफ दूरी के भीतर।
जीआरबी 941017 जैसे गामा-रे के फटने के लंबे समय तक रहने वाले प्रमुख दावेदार सुपरनोवा / कोलैप्स मॉडल हैं। सुपरनोवा तब होता है जब कोई तारा सूर्य से कई गुना अधिक विशाल होता है, जिससे उसका ईंधन समाप्त हो जाता है, जिससे उसका कोर अपने ही गुरुत्वाकर्षण के तहत ढह जाता है, जबकि इसकी बाहरी परतें एक विशाल थर्मोन्यूक्लियर विस्फोट में उड़ जाती हैं। Collapsars एक विशेष प्रकार का सुपरनोवा है जहां कोर इतना विशाल होता है कि वह एक ब्लैक होल में गिर जाता है, एक वस्तु इतनी घनी होती है कि कुछ भी नहीं, यहां तक कि प्रकाश भी नहीं, ब्लैक होल के घटना क्षितिज के भीतर अपने गुरुत्वाकर्षण से बच सकता है। हालांकि, अवलोकन से संकेत मिलता है कि ब्लैक होल मैला खाने वाले होते हैं, जो पास से गुजरने वाली सामग्री को बाहर निकालते हैं, लेकिन पार नहीं करते हैं, उनका घटना क्षितिज है।
एक कोलैपर में, स्टार का कोर नवगठित ब्लैक होल के चारों ओर सामग्री की एक डिस्क बनाता है, जैसे एक नाले के चारों ओर पानी घूमता है। ब्लैक होल अधिकांश डिस्क का उपभोग करता है, लेकिन कुछ मामला ब्लैक होल के ध्रुवों से जेट में विस्फोट होता है। जेट प्रकाश की गति के करीब ढहने वाले तारे के माध्यम से आंसू बहाते हैं, और फिर कयामत तारे के आसपास गैस के माध्यम से छिद्र करते हैं। जैसे-जैसे जेट इंटरस्टेलर माध्यम में दुर्घटनाग्रस्त होते हैं, वे शॉक वेव्स बनाते हैं और धीमा हो जाते हैं। जेट में आंतरिक झटके भी आते हैं क्योंकि उनके प्रमुख किनारे धीमे होते हैं और उच्च गति वाले पदार्थ की एक धारा से पीछे से पटक दिए जाते हैं। झटके गामा किरणों को उत्पन्न करने वाले कणों को तेज करते हैं; टीम के अनुसार, वे कणों को यूएचईसीआर गति में भी तेजी ला सकते हैं।
डिंगस ने कहा, "यह एक पैडल और टेबल के बीच पिंग पोंग बॉल को उछाल देने जैसा है।" "जब आप पैडल को टेबल के करीब ले जाते हैं, तो गेंद तेजी से और तेजी से उछलती है। एक गामा-किरण फटने में, चप्पू और मेज को जेट में निकाल दिया जाता है। टर्बुलेंट चुंबकीय क्षेत्र कणों को गोले के बीच रिकोचेट करने के लिए मजबूर करते हैं, इससे उन्हें यूएचईसीआर के रूप में मुक्त होने से पहले प्रकाश की गति में तेजी आती है। "
गामा-रे बर्स्ट से न्यूट्रिनो का पता लगाने से गामा-रे फटने से कॉस्मिक किरण त्वरण के लिए मामला सामने आएगा। न्यूट्रीनो मायावी कण होते हैं जब उच्च-ऊर्जा प्रोटॉन फोटोन से टकराते हैं। न्यूट्रीनो के पास कोई विद्युत आवेश नहीं है, इसलिए अभी भी अपने स्रोत की दिशा में वापस इंगित करते हैं।
नेशनल साइंस फाउंडेशन वर्तमान में गामा-रे फटने से न्यूट्रिनो उत्सर्जन की खोज के लिए दक्षिण ध्रुव के तहत बर्फ में स्थित क्यूबिक किलोमीटर डिटेक्टर आइसक्यूब (http://icecube.wisc.edu/) का निर्माण कर रहा है। हालांकि, प्रकृति के उच्चतम-ऊर्जा कण त्वरक की विशेषताएं एक स्थायी रहस्य बनी हुई हैं, हालांकि गामा-रे फटने वाले विस्फोटकों द्वारा त्वरण मारियो विएट्री (यूनिवर्सिटा डी रोमा) और एली वेडमैन (वीज़मैन इंस्टीट्यूट) द्वारा प्रस्तावित किया गया है। 1995 में।
टीम का मानना है कि जबकि इस अवलोकन के लिए अन्य स्पष्टीकरण संभव हैं, परिणाम गामा-रे फटने में यूएचईसीआर त्वरण के अनुरूप है। उन्होंने GRB941017 विस्फोट में कम-ऊर्जा और उच्च-ऊर्जा गामा किरणों दोनों को देखा। कम-ऊर्जा गामा किरणें हैं जो वैज्ञानिकों को उच्च गति वाले इलेक्ट्रॉनों से तीव्र चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विक्षेपित होने की उम्मीद है, जबकि उच्च-ऊर्जा किरणों की उम्मीद है अगर कुछ यूएचईसीआर फटने वाले अन्य फोटॉन में दुर्घटनाग्रस्त हो जाते हैं, तो कणों की बौछार का निर्माण होता है। जिनमें से कुछ क्षय होने पर उच्च ऊर्जा गामा किरणों का उत्पादन करते हैं।
गामा-रे उत्सर्जन का समय भी महत्वपूर्ण है। कम-ऊर्जा गामा किरणें अपेक्षाकृत जल्दी से फीकी पड़ जाती हैं, जबकि उच्च-ऊर्जा गामा किरणें सुस्त पड़ जाती हैं। यह समझ में आता है अगर कणों के दो अलग-अलग वर्गों - इलेक्ट्रॉनों और यूएचईसीआर के प्रोटॉन - अलग-अलग गामा किरणों के लिए जिम्मेदार हैं। "यह प्रोटॉन की तुलना में इलेक्ट्रॉनों के लिए अपनी ऊर्जा विकीर्ण करना बहुत आसान है। इसलिए, इलेक्ट्रॉनों से कम-ऊर्जा गामा किरणों का उत्सर्जन प्रोटॉन से उच्च-ऊर्जा गामा किरणों की तुलना में कम होगा, ”डिंगस ने कहा।
कॉम्पटन गामा रे वेधशाला नासा की महान वेधशालाओं में से दूसरी और हबल स्पेस टेलीस्कोप और चंद्रा एक्स-रे वेधशाला के बराबर गामा-किरण थी। अप्रैल 1991 में कोम्पटन को स्पेस शटल अटलांटिस में लॉन्च किया गया था, और 17 टन में, उस समय उड़ाया गया सबसे बड़ा खगोल भौतिकी पेलोड था। अपने अग्रणी मिशन के अंत में, कॉम्पटन को 4 जून, 2000 को पृथ्वी के वायुमंडल में विघटित कर पुन: प्रवेश किया गया।
मूल स्रोत: NASA न्यूज़ रिलीज़
