खगोलविद पास के एक पल्सर को एक अजीब प्रभामंडल के साथ देख रहे हैं। वह पल्सर एक ऐसे प्रश्न का उत्तर दे सकता है जो कुछ समय के लिए खगोलविदों को हैरान करता है। पल्सर को Geminga नाम दिया गया है, और यह पृथ्वी के सबसे नज़दीकी पल्सर में से एक है, जो नक्षत्र मिथुन राशि में लगभग 800 प्रकाश वर्ष दूर है। यह न केवल पृथ्वी के करीब है, बल्कि गिंगा किरणों में भी गिंगिंगा बहुत उज्ज्वल है।
प्रभामंडल हमारी आंखों के लिए अदृश्य है, जाहिर है, क्योंकि यह गामा तरंगदैर्ध्य में है। (नासा के फर्मी गामा-रे स्पेस टेलीस्कोप ने इसकी खोज की।) लेकिन यह बहुत बड़ा है, जो आकाश के 40 फुल मून्स को कवर करता है।
प्रभामंडल हमारे अपने पड़ोस में कुछ गोइंग-ऑन के लिए ज़िम्मेदार हो सकता है: पृथ्वी के पास विरोधी पदार्थों की बहुतायत है, और इसकी उपस्थिति ने एक दशक से वैज्ञानिकों को हैरान कर दिया है।
"हमारे विश्लेषण से पता चलता है कि यह एक ही पल्सर एक दशक तक चलने वाली पहेली के लिए जिम्मेदार हो सकता है कि क्यों एक प्रकार का ब्रह्मांडीय कण पृथ्वी के पास असामान्य रूप से प्रचुर मात्रा में है," वाशिंगटन और नासा के गोडर्ड स्पेस में अमेरिका के कैथोलिक विश्वविद्यालय के एक खगोल वैज्ञानिक मैटिया डि मौरो ने कहा। ग्रीनबेल्ट, मैरीलैंड में उड़ान केंद्र। "ये पॉज़िट्रॉन हैं, जो इलेक्ट्रॉनों के एंटीमैटर संस्करण हैं, जो सौर मंडल से परे कहीं से आते हैं।"
एक पल्सर एक विशाल तारे का अवशेष है जो सुपरनोवा चला गया है। जेमिंग नक्षत्र मिथुन में लगभग 300,000 साल पहले एक सुपरनोवा विस्फोट का परिणाम है। यह एक घूमता हुआ न्यूट्रॉन तारा है जो पृथ्वी की ओर एक निश्चित तरीके से उन्मुख होता है, जिससे इसकी ऊर्जा एक व्यापक प्रकाश स्तंभ की तरह हमारी ओर निर्देशित होती है।
एक पल्सर स्वाभाविक रूप से इलेक्ट्रॉनों और पॉज़िट्रॉन दोनों के एक बादल से घिरा हुआ है। क्योंकि न्यूट्रॉन स्टार में एक तीव्र विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र है, जो किसी ज्ञात वस्तु का सबसे मजबूत है। सुपर-स्ट्रॉन्ग फ़ील्ड पल्सर की सतह से कणों को खींचती है, और उन्हें प्रकाश-गति के निकट ले जाती है।
इलेक्ट्रॉनों और उनके विरोधी पदार्थ समकक्षों, पॉज़िट्रॉन सहित ये तेजी से बढ़ने वाले कण कॉस्मिक किरणें हैं। चूंकि कॉस्मिक किरणें विद्युत आवेश को वहन करती हैं, इसलिए वे चुंबकीय क्षेत्र के प्रभावों के अधीन हैं। इसलिए जब तक ब्रह्मांडीय किरणें पृथ्वी पर पहुँचती हैं, तब तक खगोलविद अपने स्रोत को इंगित नहीं कर सकते हैं।
पिछले एक दशक के दौरान, अलग-अलग वेधशालाओं और प्रयोगों ने हमारे आसपास के क्षेत्र में उम्मीद से अधिक उच्च ऊर्जा पॉज़िट्रॉन का पता लगाया है। नासा के फर्मी गामा-रे स्पेस टेलीस्कोप, नासा के अल्फा मैग्नेटिक स्पेक्ट्रोमीटर और अन्य प्रयोगों ने सभी का पता लगाया है। वैज्ञानिकों को उम्मीद थी कि जेमिंगा सहित आसपास के पल्सर स्रोत थे। लेकिन जिस तरह से वे पॉज़िट्रॉन चुंबकीय क्षेत्र से प्रभावित होते हैं, उसके कारण यह साबित नहीं हो सका।
2017 तक।
उस वर्ष में, हाई-एल्टीट्यूड वाटर चेरनकोव गामा-रे ऑब्जर्वेटरी (HAWC) ने पुष्टि की कि कुछ जमीन-आधारित खोज ने पाया है: जेमिंगा के चारों ओर एक छोटा लेकिन गहन गामा-रे प्रभामंडल। HAWC ने 5 - 40 TeV या टेरा-इलेक्ट्रॉन वोल्ट की प्रभामंडल संरचना में ऊर्जा का पता लगाया। हमारी आंखों की तुलना में खरबों गुना अधिक ऊर्जा के साथ प्रकाश।
प्रारंभ में, वैज्ञानिकों ने सोचा था कि उच्च ऊर्जा प्रभामंडल त्वरित इलेक्ट्रॉनों और पॉज़िट्रॉन तारों के साथ टकराने के कारण होता है, जो उनकी ऊर्जा को बढ़ावा देगा और उन्हें सुपर-उज्ज्वल बना देगा। जब एक आवेशित कण अपनी कुछ ऊर्जा को एक फोटॉन में स्थानांतरित करता है, तो इसे व्युत्क्रम-कॉम्पटन स्कैटरिंग कहा जाता है।
लेकिन Geminga और उसके प्रभामंडल का निरीक्षण करने के लिए HAWC का उपयोग करने वाली टीम एक निष्कर्ष पर पहुंची: उन उच्च ऊर्जा वाले पॉज़िट्रॉन केवल शायद ही कभी पृथ्वी तक पहुंचेंगे, जो कि प्रभामंडल के आकार के आधार पर होगा। इसलिए पृथ्वी के पास पॉज़िट्रॉन की प्रचुरता के लिए एक और स्पष्टीकरण होना चाहिए था।
पृथ्वी के पास पॉज़िट्रॉन की मौजूदगी का अध्ययन करने वाले वैज्ञानिकों ने अभी तक अपनी सूची से पल्सर को पार नहीं किया है। और एक करीबी और उज्ज्वल पल्सर के रूप में, गिंगिंगा ने अभी भी उनकी रुचि को पकड़ा।
मटिया डि मौरो ने वैज्ञानिकों की एक छोटी सी टीम का नेतृत्व किया, जिसने फर्मी के लार्ज एरिया टेलीस्कोप (एलएटी) से एक दशक के जेमिंगा डेटा का अध्ययन किया, जिसमें लैट HAWC की तुलना में कम ऊर्जा प्रकाश का निरीक्षण करता है। डि मौरो इन निष्कर्षों को प्रस्तुत करने वाले एक नए अध्ययन के प्रमुख लेखक हैं। अध्ययन का शीर्षक है "फर्मी-लेट डेटा और पॉज़िट्रॉन फ्लक्स के निहितार्थ के साथ जेमिंग के चारों ओर -रे हेलो। पेपर फिजिक्स रिव्यू में प्रकाशित हुआ है।
कागज के सह-लेखकों में से एक सिल्विया मनकोनी है, जो जर्मनी में RWTH आचेन विश्वविद्यालय में पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता हैं। एक प्रेस विज्ञप्ति में, मैनकोनी ने कहा, "प्रभामंडल का अध्ययन करने के लिए, हमें गामा किरणों के अन्य सभी स्रोतों को घटाना था, जिसमें कॉस्मिक किरणों द्वारा निर्मित प्रकाश फैलाना भी शामिल था, जो अंतरजलीय गैस के बादलों से टकराता था। हमने इंटरस्टेलर उत्सर्जन के 10 विभिन्न मॉडलों का उपयोग करके डेटा का पता लगाया। "
एक बार जब टीम ने आकाश में गामा किरणों के अन्य सभी स्रोतों को घटा दिया, तो डेटा में एक विशाल आयताकार संरचना का पता चला; Geminga के आसपास एक प्रभामंडल। उच्च ऊर्जा संरचना ने 20 बिलियन इलेक्ट्रॉन वोल्ट पर आकाश में 20 डिग्री और कम ऊर्जा पर एक बड़ा क्षेत्र कवर किया।
अध्ययन के सह-लेखक फियोरेंजा डोनाटो इटालियन नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूक्लियर फिजिक्स और यूनिवर्सिटी ऑफ ट्यूरिन से हैं। प्रेस रिलीज में, डोनाटो ने कहा, “कम ऊर्जा वाले कण पल्सर से बहुत दूर तक यात्रा करते हैं, इससे पहले कि वे स्टारलाइट में चले जाएं, अपनी ऊर्जा का हिस्सा इसमें स्थानांतरित करें, और प्रकाश को गामा किरणों तक बढ़ाएं। यही कारण है कि गामा-रे उत्सर्जन कम ऊर्जा पर एक बड़ा क्षेत्र शामिल करता है, ”डोनाटो ने समझाया। "इसके अलावा, अंतरिक्ष के माध्यम से पल्सर की गति के कारण जेमिंगा का प्रभामंडल आंशिक रूप से लम्बा है।"
टीम ने HAWC डेटा के साथ LAT डेटा की तुलना की और निष्कर्ष निकाला कि डेटा-सेट का मिलान हुआ। उन्होंने यह भी पाया कि उज्ज्वल, पास के जेमिंगा 20% तक उच्च ऊर्जा वाले पॉज़िट्रॉन के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं, जो एएमएस -02 प्रयोग में देखा गया था। मिल्की वे में संचयी पल्सर उत्सर्जन के सभी के लिए इसका विस्तार करते हुए, टीम का कहना है कि पल्सर मूल रहस्य के लिए सबसे अच्छा स्पष्टीकरण बने हुए हैं: पृथ्वी के पास उन सभी पॉज़िट्रॉन का स्रोत।
"मेरा काम यह बताने के लिए व्यक्तिगत स्रोतों के अध्ययन के महत्व को प्रदर्शित करता है कि वे ब्रह्मांडीय किरणों में कैसे योगदान करते हैं," डि मौरो ने कहा। "यह रोमांचक नए क्षेत्र का एक पहलू है जिसे मल्टीमेसर एस्ट्रोनॉमी कहा जाता है, जहां हम प्रकाश के अलावा, कॉस्मिक किरणों जैसे कई संकेतों का उपयोग करते हुए ब्रह्मांड का अध्ययन करते हैं।"
अधिक:
- प्रेस विज्ञप्ति: नासा के फर्मी मिशन ने पल्सर के गामा-रे o हेलो ’को एंटीमैटर पहेली से जोड़ा
- शोध पत्र: जिरिंगा के चारों ओर -रे हेलो का पता लगाना जिसमें फ़र्मी-लेट डेटा और पॉज़िट्रॉन फ्लक्स के निहितार्थ हैं
- विकिपीडिया: कॉम्पटन स्कैटरिंग
