हाल ही में न्यूट्रिनोस और कॉस्मिक किरणों को जबरदस्त गति देने के लिए एक ब्लास्ट के कलाकार का चित्रण। अभिवृद्धि डिस्क के केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल, डिस्क में लंबवत, अंतरिक्ष में संकरे उच्च-ऊर्जा जेट को भेजता है।
(चित्र: © DESY, विज्ञान संचार लैब)
खगोलविदों ने पहली बार अपने ब्रह्मांडीय स्रोत के लिए एक उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो का पता लगाया है, जो प्रक्रिया में एक सदी पुराने रहस्य को हल करता है।
न्यूट्रीनो लगभग बड़े पैमाने पर उप-नाभिकीय कण होते हैं जिनके पास कोई विद्युत आवेश नहीं होता है और इसलिए वे अपने परिवेश के साथ शायद ही कभी बातचीत करते हैं। वास्तव में, आपके शरीर के माध्यम से इन "भूत कणों" के खरबों प्रवाहित होते हैं और हर दूसरे से बिना किसी बाधा के।
इनमें से अधिकांश न्यूट्रिनो सूर्य से आते हैं। लेकिन एक छोटा सा प्रतिशत, जो बेहद उच्च ऊर्जा का दावा करता है, ने बहुत गहरी जगह से जंगल की हमारी गर्दन पर रॉकेट किया है। न्यूट्रिनों की अंतर्निहित मायावीता ने खगोलविदों को इस तरह के लौकिक भटकने वालों की उत्पत्ति को कम करने से रोका है और अब तक। [इसके स्रोत में एक न्यूट्रिनो का पता लगाना: चित्रों में डिस्कवरी]
दक्षिण ध्रुव पर आइसक्यूब न्यूट्रिनो वेधशाला द्वारा अवलोकन और अन्य उपकरणों के एक मेजबान ने शोधकर्ताओं को एक कॉस्मिक न्यूट्रिनो को एक दूर के ब्लाजर, एक विशाल अण्डाकार आकाशगंगा को एक तेज-तर्रार सुपरमैसिव ब्लैक होल के साथ ट्रैक करने की अनुमति दी।
और वहाँ अधिक है। कॉस्मिक न्यूट्रिनो, कॉस्मिक किरणों, अत्यधिक ऊर्जावान आवेशित कणों के साथ हाथ से चलते हैं जो हमारे ग्रह में लगातार चलते हैं। तो, नए में कम से कम कुछ सबसे तेज चलने वाली ब्रह्मांडीय किरणों के त्वरक के रूप में खूंटे के निशान मिलते हैं।
खगोलविदों ने इस बारे में सोचा है क्योंकि कॉस्मिक किरणों को पहली बार 1912 में खोजा गया था। लेकिन उन्हें कणों की आवेशित प्रकृति द्वारा विफल कर दिया गया है, जो यह बताता है कि कॉस्मिक किरणें इस तरह से टॉगल हो जाती हैं और यह कि विभिन्न वस्तुओं के रूप में वे अंतरिक्ष के माध्यम से ज़ूम करते हैं। सफलता आखिरकार एक साथी-यात्री भूत कण की सीधी-रेखा यात्रा का उपयोग करने से मिली।
"हम एक सदी से अधिक समय तक ब्रह्मांडीय किरणों के स्रोतों की तलाश में रहे हैं, और हमने आखिरकार एक पाया," आइसक्यूब न्यूट्रिनो वेधशाला के प्रमुख वैज्ञानिक और विस्कॉन्सिन-मैडिसन विश्वविद्यालय में भौतिकी के प्रोफेसर फ्रांसिस हैलोजन ने अंतरिक्ष को बताया। कॉम। [निराला भौतिकी: प्रकृति में सबसे अच्छे छोटे कण]
एक टीम का प्रयास
IceCube, जिसे अमेरिकी राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (NSF) द्वारा प्रबंधित किया जाता है, एक समर्पित न्यूट्रिनो शिकारी है। सुविधा में 86 केबल होते हैं, जो बोरहोल के भीतर घोंसला बनाते हैं जो अंटार्कटिक बर्फ में लगभग 1.5 मील (2.5 किलोमीटर) का विस्तार करते हैं। प्रत्येक केबल, बदले में, 60 बास्केटबॉल-आकार "डिजिटल ऑप्टिकल मॉड्यूल" रखती है, जो संवेदनशील प्रकाश डिटेक्टरों के साथ तैयार किए जाते हैं।
इन डिटेक्टरों को एक न्यूट्रिनो से परमाणु नाभिक के संपर्क में आने के बाद निकलने वाली विशिष्ट नीली रोशनी को लेने के लिए डिज़ाइन किया गया है। (यह प्रकाश अंतःक्रिया द्वारा निर्मित एक द्वितीयक कण द्वारा फेंका जाता है। और यदि आप सोच रहे हैं: बर्फ की अधिकता न्यूट्रिनोस के अलावा अन्य कणों को डिटेक्टरों तक पहुंचने और डेटा को गंदा करने से रोकती है।) ये दुर्लभ घटनाएँ हैं। हैल्जेन ने कहा कि आइसक्यूब प्रति वर्ष सौ न्यूट्रिनों के एक जोड़े को स्पॉट करता है।
इस सुविधा ने पहले से ही खगोल विज्ञान में बड़ा योगदान दिया है। 2013 में, उदाहरण के लिए, आइसक्यूब ने मिल्की वे आकाशगंगा से परे न्यूट्रिनो का पहली बार पुष्टि की। शोधकर्ता उस समय उन उच्च-ऊर्जा भूत कणों के स्रोत को इंगित करने में सक्षम नहीं थे।
22 सितंबर, 2017 को, हालांकि, आइसक्यूब ने एक और ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनो को उठाया। यह अत्यंत ऊर्जावान था, लगभग 300 टेरियोट्रॉन वोल्ट्स की पैकिंग - पृथ्वी के सबसे शक्तिशाली कण त्वरक, लार्ज हैड्रोन कोलाइडर के माध्यम से प्रोटॉन साइकलिंग की ऊर्जा से लगभग 50 गुना अधिक।
पता लगाने के 1 मिनट के भीतर, सुविधा ने एक स्वचालित अधिसूचना बाहर भेज दी, जो अन्य खगोलविदों को कण के स्रोत को घर में लगने वाले आकाश के पैच के लिए निर्देशांक और रिलेयिंग के लिए अलर्ट करती है।
समुदाय ने प्रतिक्रिया व्यक्त की: जमीन पर और अंतरिक्ष में लगभग 20 दूरबीनों ने विद्युत-चुंबकीय स्पेक्ट्रम के पार उस पैच को कम ऊर्जा वाले रेडियो तरंगों से उच्च-ऊर्जा गामा-किरणों तक पहुंचा दिया। संयुक्त प्रेक्षणों ने न्यूट्रिनो की उत्पत्ति का पता पहले से ही ज्ञात ब्लाजर से लगा दिया था, जिन्हें TXS 0506 + 056 कहा जाता है, जो पृथ्वी से लगभग 4 बिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित है।
उदाहरण के लिए, कई अलग-अलग उपकरणों द्वारा अनुवर्ती प्रेक्षण - जिनमें नासा के पृथ्वी की परिक्रमा करने वाले फर्मी गामा-रे स्पेस टेलीस्कोप और कैनान द्वीप में प्रमुख वायुमंडलीय गामा इमेजिंग चेरनकोव टेलीस्कोप (MAGIC) शामिल हैं - से गामा-रे प्रकाश के एक शक्तिशाली विस्फोट का पता चला। TXS 0506 + 056। [गामा-रे यूनिवर्स: नासा के फर्मी स्पेस टेलीस्कोप द्वारा तस्वीरें]
आइसक्यूब टीम ने अपने अभिलेखीय आंकड़ों के माध्यम से भी जाना और एक दर्जन से अधिक अन्य ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनों को पाया जो एक ही धमाके से आ रहे थे। इन अतिरिक्त कणों को डिटेक्टरों द्वारा 2014 के अंत से 2015 की शुरुआत तक उठाया गया था।
आइसक्यूब के एक वरिष्ठ वैज्ञानिक और यूडब्ल्यू-मैडिसन भौतिकी के प्रोफेसर अल्ब्रेक्ट कार्ले ने एक बयान में कहा, "सभी टुकड़े एक साथ फिट होते हैं।" "हमारे अभिलेखीय डेटा में न्यूट्रीनो भड़कना स्वतंत्र पुष्टि बन गया। अन्य वेधशालाओं से टिप्पणियों के साथ, यह इस विस्फोट के लिए अत्यंत ऊर्जावान न्यूट्रिनो और इस तरह उच्च ऊर्जा वाले ब्रह्मांड किरणों का स्रोत होने के लिए साक्ष्य मजबूर कर रहा है।"
जर्नल साइंस में आज (12 जुलाई) ऑनलाइन प्रकाशित दो नए अध्ययनों में यह निष्कर्ष सामने आया है। आप उन्हें यहाँ और यहाँ पा सकते हैं।
बहुमूत्र खगोल भौतिकी वृद्धि पर
ब्लेज़र एक विशेष प्रकार की अतिसुंदर सक्रिय आकाशगंगा है जो प्रकाश और कणों के जुड़वां जेटों को बाहर निकालती है, जिनमें से एक को पृथ्वी पर सीधे निशाना बनाया जाता है। (यही कारण है कि blazars हमारे लिए बहुत उज्ज्वल दिखाई देते हैं - क्योंकि हम जेट आग की लाइन में हैं।)
खगोलविदों ने पूरे ब्रह्मांड में कई हज़ार ब्लेज़रों की पहचान की है, जिनमें से कोई भी अभी तक हम पर न्यूट्रिनोस को मारता हुआ नहीं पाया गया है जैसे कि TXS 0506 + 056 है।
"इस स्रोत के बारे में कुछ विशेष है, और हमें यह पता लगाना है कि यह क्या है," Halzen ने Space.com को बताया।
यह सिर्फ नए परिणामों द्वारा उठाए गए कई सवालों में से एक है। उदाहरण के लिए, हैलोजन त्वरण तंत्र को जानना भी चाहेगा: कैसे, बिल्कुल, क्या ब्लेज़र्स को इतनी जबरदस्त गति तक न्यूट्रिनो और कॉस्मिक किरणें मिलती हैं?
हैलोजन ने भविष्य में निकट भविष्य में इस तरह के सवालों का जवाब देने के बारे में आशावाद व्यक्त किया, जिसमें "मल्टीमेसेंजर एस्ट्रोफिजिक्स" की शक्ति का हवाला दिया गया - ब्रह्मांड को पूछताछ करने के लिए कम से कम दो अलग-अलग प्रकार के संकेतों का उपयोग - दो अन्य अध्ययनों में प्रदर्शन पर।
न्यूट्रिनो की खोज एक अन्य मल्टीमेसन लैंडमार्क की ऊँची एड़ी के जूते पर बारीकी से होती है: अक्टूबर 2017 में, शोधकर्ताओं ने घोषणा की कि उन्होंने नाटकीय घटना के दौरान उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय विकिरण और गुरुत्वाकर्षण दोनों का अवलोकन करके दो सुपरडेंस न्यूट्रॉन सितारों के बीच टकराव का विश्लेषण किया था।
एनएसएफ के निदेशक फ्रांस कोर्डोवा ने एक ही बयान में कहा, "मल्टीमेसन खगोल भौतिकी का युग यहां है।" "प्रत्येक संदेशवाहक - विद्युत चुम्बकीय विकिरण, गुरुत्वाकर्षण तरंगों और अब न्यूट्रिनो से - हमें ब्रह्मांड की एक अधिक संपूर्ण समझ और आकाश में सबसे शक्तिशाली वस्तुओं और घटनाओं में महत्वपूर्ण नई अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।"
