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कुछ हद तक डार्थ वाडर के डेथ स्टार को हराने के लिए गठबंधन के गठन की तरह, एक दशक से भी अधिक समय पहले खगोलविदों ने नेचर डेथ रे गन (उर्फ ब्लेज़र) को समझने के लिए होल अर्थ ब्लेज़र टेलीस्कोप कंसोर्टियम का गठन किया था। और मौत के दरवाजे पर लगने वाले नाम के विपरीत, जीएएसपी प्रकृति के 'एलएचसी' के काम करने के रहस्यों को उजागर करने के लिए महत्वपूर्ण साबित हुआ है।
'ब्रह्मांड के सबसे बड़े त्वरक के रूप में, ब्लेज़र जेट्स को समझना महत्वपूर्ण है, ”कवली इंस्टीट्यूट फॉर पार्टिकल एस्ट्रोफिजिक्स एंड कॉस्मोलॉजी (केआईपीएसी) रिसर्च फेलो मासाकी हयाशिदा ने कहा, हाल के पेपर पर संबंधित लेखक केआईपीएसी एस्ट्रोफिजिसिस्ट ग्रेग मेडज्स्की के साथ नए परिणाम पेश करते हैं। 'लेकिन उनका उत्पादन कैसे किया जाता है और उन्हें कैसे संरचित किया जाता है, यह अच्छी तरह से समझ में नहीं आता है। हम अभी भी मूल बातें समझने की कोशिश कर रहे हैं।'
ब्लेज़र गामा-किरण आकाश पर हावी हैं, ब्रह्मांड की अंधेरे पृष्ठभूमि पर असतत धब्बे। जैसे ही पास का पदार्थ एक ब्लेज़र के केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल में गिरता है, ब्लैक होल को 'खिला' देता है, यह इस ऊर्जा में से कुछ को कणों के जेट के रूप में ब्रह्मांड में वापस फेंक देता है।
शोधकर्ताओं ने पहले यह सिद्धांत दिया था कि इस तरह के जेट मजबूत चुंबकीय क्षेत्र टेंड्रिल्स द्वारा एक साथ रखे जाते हैं, जबकि जेट की रोशनी इन बुद्धिमान-पतली चुंबकीय क्षेत्र 'रेखाओं' के चारों ओर घूमने वाले कणों द्वारा बनाई जाती है।
फिर भी, अब तक, विवरणों को अपेक्षाकृत कम समझा गया है। हाल के अध्ययन ने जेट की संरचना की प्रचलित समझ को विचलित कर दिया है, इन रहस्यमय लेकिन शक्तिशाली जानवरों में नई अंतर्दृष्टि का खुलासा किया है।
KIPAC के निदेशक रोजर ब्लैंडफोर्ड ने कहा, 'यह काम इन जेट विमानों की भौतिकी को समझने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।' 'यह इस प्रकार का अवलोकन है जो हमारे लिए उनकी शारीरिक रचना का पता लगाना संभव बनाने वाला है।'
अवलोकन के पूरे एक वर्ष में, शोधकर्ताओं ने नक्षत्र कन्या राशि में स्थित एक विशेष ब्लैज़र जेट, 3C279 पर ध्यान केंद्रित किया, जो कई अलग-अलग तरंगों में इसकी निगरानी करता है: गामा-रे, एक्स-रे, ऑप्टिकल, इन्फ्रारेड और रेडियो। ब्लेज़र लगातार झिलमिलाहट करते हैं, और शोधकर्ताओं को सभी तरंगों में लगातार बदलाव की उम्मीद है। वर्ष के मध्य में, हालांकि, शोधकर्ताओं ने जेट के ऑप्टिकल और गामा-रे उत्सर्जन में एक शानदार बदलाव देखा: गामा किरणों में 20-दिन की लंबी चमक जेट के ऑप्टिकल प्रकाश में नाटकीय परिवर्तन के साथ थी।
यद्यपि अधिकांश प्रकाशीय प्रकाश अध्रुवित होता है - जिसमें सभी ध्रुवीकरणों के समान मिश्रण के साथ प्रकाश होता है - चुंबकीय क्षेत्र रेखा के चारों ओर ऊर्जावान कणों का अत्यधिक झुकना प्रकाश का ध्रुवीकरण कर सकता है। 20-दिवसीय गामा-रे फ्लेयर के दौरान, जेट से ऑप्टिकल प्रकाश ने इसके ध्रुवीकरण को बदल दिया। गामा-रे प्रकाश में परिवर्तन और ऑप्टिकल ध्रुवीकरण में परिवर्तन के बीच यह अस्थायी संबंध बताता है कि दोनों तरंगों में प्रकाश जेट के एक ही हिस्से में बनाया गया है; उन 20 दिनों के दौरान, स्थानीय वातावरण में कुछ ऐसा बदल गया जिससे ऑप्टिकल और गामा-रे प्रकाश दोनों अलग-अलग हो गए।
“हमारे पास इस बात का काफी अच्छा विचार है कि जेट में ऑप्टिकल लाइट कहाँ बनाई जाती है; अब जब हम जानते हैं कि गामा किरणें और ऑप्टिकल प्रकाश एक ही स्थान पर बनते हैं, तो हम पहली बार यह निर्धारित कर सकते हैं कि गामा किरणें कहाँ से आती हैं,' हयाशिदा ने कहा।
इस ज्ञान के दूरगामी निहितार्थ हैं कि कैसे एक सुपरमैसिव ब्लैक होल ध्रुवीय जेट पैदा करता है। जेट में छोड़ी गई अधिकांश ऊर्जा गामा किरणों के रूप में निकलती है, और शोधकर्ताओं ने पहले सोचा था कि यह सारी ऊर्जा ब्लैक होल के पास छोड़ी जानी चाहिए, जहां ब्लैक होल में बहने वाला पदार्थ अपनी ऊर्जा छोड़ देता है पहले स्थान पर। फिर भी नए परिणाम बताते हैं कि - ऑप्टिकल प्रकाश की तरह - गामा किरणें ब्लैक होल से अपेक्षाकृत दूर उत्सर्जित होती हैं। यह, हयाशिदा और मेडेज्स्की ने कहा, बदले में यह सुझाव देता है कि चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को किसी तरह से ब्लैक होल से गामा किरणों के रूप में जारी होने से पहले ऊर्जा की यात्रा में मदद करनी चाहिए।
मेडज्स्की ने कहा, 'हमने जो पाया वह उससे बहुत अलग था जिसकी हम उम्मीद कर रहे थे।' 'आंकड़े बताते हैं कि गामा किरणें ब्लैक होल से एक या दो प्रकाश दिन [जैसा अपेक्षित था] नहीं बल्कि एक प्रकाश वर्ष के करीब उत्पन्न होती हैं। यह आश्चर्यजनक है।'
यह प्रकट करने के अलावा कि जेट प्रकाश में कहाँ उत्पन्न होता है, ऑप्टिकल प्रकाश के ध्रुवीकरण के क्रमिक परिवर्तन से जेट के समग्र आकार के बारे में कुछ अप्रत्याशित भी पता चलता है: जेट ब्लैक होल से दूर जाने पर वक्र प्रतीत होता है।
हयाशिदा ने कहा, 'गामा-रे फ्लेयर के दौरान एक बिंदु पर, ध्रुवीकरण 180 डिग्री घुमाया गया क्योंकि प्रकाश की तीव्रता बदल गई।' 'इससे पता चलता है कि पूरा जेट घटता है।'
ब्लेज़र जेट के आंतरिक कामकाज और निर्माण की इस नई समझ के लिए जेट की संरचना के एक नए कामकाजी मॉडल की आवश्यकता होती है, जिसमें एक जेट नाटकीय रूप से घटता है और सबसे ऊर्जावान प्रकाश ब्लैक होल से बहुत दूर होता है। यह, मेडज्स्की ने कहा, वह जगह है जहां सिद्धांतकार आते हैं। 'हमारा अध्ययन सिद्धांतकारों के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण चुनौती बन गया है: आप एक ऐसे जेट का निर्माण कैसे करेंगे जो संभावित रूप से ब्लैक होल से इतनी दूर ऊर्जा ले जा सके? और फिर हम इसका पता कैसे लगा सकते हैं? चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को ध्यान में रखना आसान नहीं है। संबंधित गणना विश्लेषणात्मक रूप से करना मुश्किल है, और अत्यंत जटिल संख्यात्मक योजनाओं के साथ हल किया जाना चाहिए।'
स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी के आइंस्टीन फेलो और मैग्नेटाइज्ड जेट्स के निर्माण के विशेषज्ञ सिद्धांतकार जोनाथन मैककिनी इस बात से सहमत हैं कि परिणाम उतने ही सवाल पैदा करते हैं जितने वे जवाब देते हैं। 'इन जेटों के बारे में लंबे समय से विवाद रहा है - वास्तव में गामा-किरण उत्सर्जन कहां से आ रहा है। यह काम जेट मॉडल के प्रकारों को बाधित करता है जो संभव हैं, ”मैककिनी ने कहा, जो हाल के अध्ययन से असंबद्ध है। 'एक सिद्धांतकार के दृष्टिकोण से, मैं उत्साहित हूं क्योंकि इसका मतलब है कि हमें अपने मॉडलों पर पुनर्विचार करने की आवश्यकता है।'
जैसा कि सिद्धांतकार मानते हैं कि नए अवलोकन कैसे जेट के काम करने के मॉडल में फिट होते हैं, हयाशिदा, मेडज्स्की और अनुसंधान दल के अन्य सदस्य अधिक डेटा एकत्र करना जारी रखेंगे। 'इसे बेहतर ढंग से समझने के लिए सभी प्रकार के प्रकाश में इस तरह के अवलोकन करने की स्पष्ट आवश्यकता है,' मेडज्स्की ने कहा। 'इस प्रकार के अध्ययन को पूरा करने के लिए भारी मात्रा में समन्वय की आवश्यकता होती है, जिसमें 250 से अधिक वैज्ञानिक और लगभग 20 दूरबीनों के डेटा शामिल थे। लेकिन ये इसके लायक है।'
इस और भविष्य के बहु-तरंग दैर्ध्य अध्ययनों के साथ, सिद्धांतकारों के पास नई अंतर्दृष्टि होगी जिसके साथ ब्रह्मांड के सबसे बड़े त्वरक कैसे काम करते हैं, इसके मॉडल तैयार करें। डार्थ वाडर को इन शोध परिणामों तक सभी पहुंच से वंचित कर दिया गया है।
स्रोत: डीओई/एसएलएसी राष्ट्रीय त्वरक प्रयोगशाला प्रेस विज्ञप्ति , नेचर के 18 फरवरी, 2010 के अंक में एक पेपर .