टेलीस्कोप के बिना खगोल विज्ञान - ओह-माई-गॉड पार्टिकल्स

कॉस्मिक किरणें वास्तव में उप-परमाणु कण हैं, मुख्य रूप से प्रोटॉन (हाइड्रोजन नाभिक) और कभी-कभी हीलियम या भारी परमाणु नाभिक और कभी-कभी इलेक्ट्रॉन होते हैं। ब्रह्मांडीय किरण के कण बहुत ऊर्जावान होते हैं क्योंकि उनके पास पर्याप्त वेग होता है और इसलिए पर्याप्त गति होती है।

1991 में यूटा में पाया गया ओह-माई-गॉड कण शायद प्रकाश की गति के 0.999 (और उसके बाद एक और 20 x 9s जोड़ें) पर यात्रा करने वाला एक प्रोटॉन था और यह कथित तौर पर उसी गतिज ऊर्जा को 90 किलोमीटर की दूरी पर यात्रा करने वाले बेसबॉल के रूप में ले गया था। घंटा।

इसकी गतिज ऊर्जा का अनुमान 3 x 10 . था^बीसइलेक्ट्रॉन वोल्ट (ईवी) और इसकी टक्कर ऊर्जा 7.5 x 10 . होती¹⁴eV जब यह एक वायुमंडलीय कण से टकराता है - क्योंकि यह टक्कर में अपनी सभी गतिज ऊर्जा को नहीं छोड़ सकता है। तेजी से चलने वाला मलबा इसमें से कुछ को दूर ले जाता है और कुछ गर्मी का नुकसान भी होता है। किसी भी मामले में, यह अभी भी टक्कर ऊर्जा से लगभग 50 गुना है जिसकी हम उम्मीद करते हैं कि लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (एलएचसी) पूरी शक्ति से उत्पन्न करने में सक्षम होगा। तो, यह आपको कयामत करने वालों का उपहास करने का एक ठोस आधार देता है जो अभी भी आश्वस्त हैं कि एलएचसी पृथ्वी को नष्ट कर देगा।

अब, अधिकांश ब्रह्मांडीय किरण कण कम ऊर्जा वाले होते हैं, 10 . तक¹⁰ईवी - और स्थानीय रूप से उत्पन्न सौर ज्वालाओं से। एक और अधिक ऊर्जावान वर्ग, 10 . तक^{पंद्रह}ईवी, माना जाता है कि आकाशगंगा में कहीं और से उत्पन्न हुआ है। उनके सटीक स्रोत को निर्धारित करना मुश्किल है क्योंकि आकाशगंगा के चुंबकीय क्षेत्र और सौर मंडल उनके प्रक्षेपवक्र को बदलते हैं ताकि वे आकाश में एक समान वितरण प्राप्त कर सकें - जैसे कि वे हर जगह से आते हैं।

लेकिन हकीकत में ये गांगेय ब्रह्मांडीय किरणें संभवतः सुपरनोवा से आते हैं - संभवतः विलंबित रिलीज प्रक्रिया में क्योंकि कण एक सुपरनोवा अवशेष के स्थायी चुंबकीय क्षेत्र में आगे और पीछे उछलते हैं, इससे पहले कि वे व्यापक आकाशगंगा में बाहर निकल जाएं।

और फिर वहाँ हैं एक्स्ट्रागैलेक्टिक कॉस्मिक किरणें , जो ओह-माई-गॉड किस्म के हैं, जिनमें ऊर्जा का स्तर 10 . से अधिक है^{पंद्रह}eV, शायद ही कभी 10 . से अधिक हो^बीसeV - जो अधिक औपचारिक रूप से शीर्षक वाले हैं अल्ट्रा-हाई-ऊर्जा ब्रह्मांडीय किरणें . ये कण प्रकाश की गति के बहुत करीब जाते हैं और इस तरह की गति प्राप्त करने के लिए किक की एक बिल्ली होनी चाहिए।

बाईं छवि:ब्रह्मांडीय किरणों का ऊर्जा स्पेक्ट्रम पृथ्वी के पास आ रहा है। कम ऊर्जा वाली कॉस्मिक किरणें सोलर फ्लेयर्स (येलो रेंज) से बड़ी संख्या में आती हैं। आकाशगंगा में कहीं और से उत्पन्न होने वाली कम सामान्य, लेकिन उच्च ऊर्जा वाली ब्रह्मांडीय किरणें नीले रंग की श्रेणी में होती हैं। कम से कम सामान्य लेकिन सबसे ऊर्जावान एक्सट्रैगैलेक्टिक कॉस्मिक किरणें बैंगनी रंग की रेंज में होती हैं।सही छवि:सेंटोरस ए के सक्रिय गांगेय नाभिक का उत्पादन रेडियो प्रकाश में आकाश पर हावी है - यह पूर्णिमा के सापेक्ष इसका स्पष्ट आकार है। यह संभावना है कि पृथ्वी पर पहुंचने वाली लगभग सभी एक्सट्रैगैलेक्टिक ब्रह्मांडीय किरणें सेंटॉरस ए से निकलती हैं।

हालांकि, रहस्य की शायद अति-अतिरंजित आभा ने पारंपरिक रूप से एक्सट्रैगैलेक्टिक कॉस्मिक किरणों की उत्पत्ति को घेर लिया है - जैसा कि ओह-माई-गॉड शीर्षक में उदाहरण दिया गया है।

वास्तव में, एक अति-उच्च-ऊर्जा कण कितनी दूर से उत्पन्न हो सकता है, इसकी सीमाएँ हैं - क्योंकि, यदि वे किसी और चीज़ से नहीं टकराते हैं, तो वे अंततः उसके विरुद्ध आएँगे ग्रीसेन - ज़त्सेपिन - कुज़मिन (GZK) सीमा . यह एक तेजी से चलने वाले कण की संभावना का प्रतिनिधित्व करता है जो अंततः एक कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड फोटॉन से टकराता है, इस प्रक्रिया में गति ऊर्जा और वेग खो देता है। यह पता लगाता है कि एक्सट्रैगैलेक्टिक कॉस्मिक किरणें 10 . से अधिक की ऊर्जा बनाए रखती हैं¹⁹eV पृथ्वी से 163 मिलियन प्रकाश वर्ष से अधिक के स्रोत से उत्पन्न नहीं हो सकता है - एक दूरी जिसे GZK क्षितिज के रूप में जाना जाता है।

द्वारा हाल के अवलोकन पियरे ऑगर वेधशाला ने एक्स्ट्रागैलेक्टिक कॉस्मिक किरणों के पैटर्न और सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक के साथ आस-पास की आकाशगंगाओं के वितरण के बीच एक मजबूत संबंध पाया है। बर्मन और सूजा अब गैलेक्टिक और एक्सट्रैगैलेक्टिक कॉस्मिक किरणों की उत्पत्ति के लिए एक साक्ष्य-आधारित मॉडल के साथ आए हैं - जिसमें कई परीक्षण योग्य भविष्यवाणियां हैं।

वे प्रस्ताव करते हैं कि एक्सट्रैगैलेक्टिक ब्रह्मांडीय किरणें सुपरमैसिव ब्लैक होल अभिवृद्धि डिस्क में घूमती हैं, जो सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक का आधार हैं। इसके अलावा, उनका अनुमान है कि पृथ्वी तक पहुंचने वाली लगभग सभी एक्सट्रैगैलेक्टिक ब्रह्मांडीय किरणें से आती हैं सेंटोरस ए . तो, कोई बड़ा रहस्य नहीं - वास्तव में आगे के शोध के लिए एक समृद्ध क्षेत्र। एक अन्य आकाशगंगा में एक सक्रिय सुपरमैसिव ब्लैक होल अभिवृद्धि डिस्क के कण हमारे दरवाजे तक पहुँचाए जा रहे हैं।

आगे की पढाई:बर्मन और सूजा गेलेक्टिक और एक्सट्रैगैलेक्टिक कॉस्मिक किरणों की एक सामान्य उत्पत्ति पर।