रहस्यमय अल्ट्राहाई-ऊर्जा कॉस्मिक किरण पहेलियाँ खगोलविदों - भौतिकी विश्व

रहस्यमय अल्ट्राहाई-ऊर्जा कॉस्मिक किरण पहेलियाँ खगोलविदों - भौतिकी विश्व

समय टिकट: 27 नवंबर, 2023 11:12 AM
स्रोत नोड: 2984042

कॉस्मिक किरण का पता लगाना
सूर्य देवी: यूटा में टेलीस्कोप ऐरे के ऊपर वायुमंडल में प्रवेश करते ही अमेतरासु द्वारा बनाई गई कणों की बौछार का चित्रण। (सौजन्य: ओसाका मेट्रोपॉलिटन यूनिवर्सिटी/एल-इनसाइट, क्योटो यूनिवर्सिटी/रयुनोसुके ताकेशिगे)

सीईआरएन के लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर द्वारा त्वरित किए गए कणों की तुलना में लगभग 36 मिलियन गुना अधिक ऊर्जा वाले एक कॉस्मिक-किरण कण का पता लगाया गया है। 244 ईईवी पर, यह अब तक देखे गए सबसे ऊर्जावान कणों में से एक है और 2021 में यूटा में टेलीस्कोप ऐरे द्वारा देखा गया था। जबकि अल्ट्राहाई-एनर्जी कॉस्मिक किरण (यूएचईसीआर) संभवतः एक हिंसक खगोलभौतिकीय प्रक्रिया द्वारा बनाई गई थी, शोधकर्ता इसकी उत्पत्ति का पता लगाने में असमर्थ थे।

शोधकर्ताओं ने कण को ​​अमेतरासु नाम दिया है, जो जापानी पौराणिक कथाओं में सूर्य की देवी है। यूएचईसीआर के लिए वर्तमान ऊर्जा रिकॉर्ड 320 ईईवी है, जो "ओह-माय-गॉड" कण द्वारा रखा गया है, जिसे 1991 में यूटा में टेलीस्कोप ऐरे के पूर्ववर्ती द्वारा पता लगाया गया था।

यूएचईसीआर प्रोटॉन जैसे उपपरमाण्विक कण हैं जिनकी ऊर्जा 1 ईईवी (10) से अधिक होती है18 ईवी). हालाँकि ऐसा प्रतीत होता है कि वे आकाशगंगा के बाहर से आए हैं, लेकिन पृथ्वी पर उन्हें देखने की दुर्लभता के कारण उनकी उत्पत्ति के बारे में अभी भी कम जानकारी है।

लौकिक कट-ऑफ

यूएचईसीआर की उत्पत्ति की खोज में, खगोलविदों को ग्रिसेन-ज़त्सेपिन-कुज़मिन (जीजेडके) कट-ऑफ नामक घटना से लाभ होता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि लगभग 60 ईईवी से ऊपर की ऊर्जा वाले यूएचईसीआर अंतरिक्ष में यात्रा करते समय ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि के साथ बातचीत करते हैं - जैसे ही वे जाते हैं ऊर्जा खो देते हैं। इसका मतलब यह है कि इन उच्च ऊर्जा वाले कणों ने पृथ्वी तक पहुंचने से पहले लगभग 300 मिलियन प्रकाश वर्ष से अधिक की यात्रा नहीं की होगी।

इस कट-ऑफ के बावजूद, अमेतरासु का पता लगाने वाली अंतरराष्ट्रीय टीम के अनुसार, कण की उत्पत्ति के बारे में कोई समझदार नहीं है तोशिहिरो फ़ूजी जापान के ओसाका मेट्रोपॉलिटन विश्वविद्यालय के - टेलीस्कोप एरे डेटा में यूएचईसीआर के साक्ष्य को सबसे पहले किसने नोटिस किया था।

"हमें यह नया रहस्य मिला," उन्होंने कहा, यह बताते हुए कि कण किसी भी ज्ञात खगोलभौतिकीय वस्तु से संबंधित नहीं है। जर्नल में लिख रहा हूँ विज्ञान, टीम अमेतरासु के लिए कई संभावित उत्पत्ति का सुझाव देती है।

अँधेरा और उजाला

जीजेडके कट-ऑफ के भीतर देखने पर और यह मानते हुए कि कण को ​​आकाशगंगा के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा विक्षेपित किया गया था, एक संभावित उत्पत्ति आकाशगंगा एनजीसी 6946 है। यह लगभग 25 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर है और अपने विलक्षण तारा निर्माण और कई सुपरनोवा के लिए जाना जाता है। हालाँकि, खगोलविदों ने आकाशगंगा से गामा किरणें या एक्स-रे नहीं देखी हैं। इस विकिरण का अवलोकन करने से यूएचईसीआर को तेज करने में सक्षम एक खगोलभौतिकीय वस्तु की उपस्थिति का पता चलेगा। अमेतरासु का पता स्थानीय शून्य से भी लगाया जा सकता है, जो आकाशगंगाओं के असामान्य रूप से कम घनत्व वाला नजदीकी क्षेत्र है। लेकिन फिर, वहां ऐसी कोई वस्तु नहीं है जिसे स्रोत के रूप में पहचाना जा सके।

टीम के अनुसार, एक और संभावना यह है कि मानक मॉडल से परे कण भौतिकी की हमारी अधूरी समझ का मतलब यह हो सकता है कि अमेतरासु ने जीजेडके कट-ऑफ द्वारा अनुमति की तुलना में अधिक दूर की यात्रा की। यदि यह मामला है, तो यह हो सकता है कि यूएचईसीआर की उत्पत्ति इतनी दूर हो कि हम इसके विद्युत चुम्बकीय उत्सर्जन का पता नहीं लगा सकते।

फ़ूजी के अनुसार, अमेतरासु का सबसे विदेशी संभावित स्रोत एक "डार्क एक्सेलेरेटर" है - एक काल्पनिक वस्तु जो यूएचईसीआर उत्सर्जित करती है लेकिन कोई अन्य विकिरण नहीं।

खोज और अटकलों के बावजूद, राफेल अल्वेस बतिस्तामैड्रिड के स्वायत्त विश्वविद्यालय के एक खगोल भौतिकीविद् ने बताया भौतिकी की दुनिया अवलोकन से यूएचईसीआर के बारे में "कुछ भी नया नहीं" पता चलता है।

वे कहते हैं, ''मैं इस अर्थ में रूढ़िवादी हूं कि मैं मानक मॉडल से परे किसी भी स्पष्टीकरण में नहीं कूदूंगा।'' “हमारे पास खगोलभौतिकीय वस्तुएं हैं जो वास्तव में इन उच्च ऊर्जा ब्रह्मांडीय किरणों को उत्पन्न कर सकती हैं। हम नहीं जानते कि यह कैसे होता है, या ये वस्तुएँ कहाँ हैं, या कौन सी वस्तुएँ ऐसा कर रही हैं।"

वह यह भी बताते हैं कि खगोलविदों को आकाशगंगा के बाहर चुंबकीय क्षेत्रों की बहुत कम समझ है, जिससे पीछे लौटना बहुत मुश्किल हो जाता है।

पूर्ण अनिश्चितता

“हमारी आकाशगंगा में, हम वास्तव में [गैलेक्टिक चुंबकीय क्षेत्र] को नहीं जानते हैं, लेकिन कम से कम हमारे पास यह पता है कि यह विशिष्ट सीमाओं के भीतर है। लेकिन, अतिरिक्त गैलेक्टिक चुंबकीय क्षेत्रों के लिए, यह पूरी तरह से अनिश्चित है, ”बतिस्ता ने कहा।

फ़ूजी और बतिस्ता दोनों सहमत हैं कि यूएचईसीआर की उत्पत्ति को समझना शुरू करने से पहले इन दुर्लभ घटनाओं के अधिक अवलोकन की आवश्यकता है। एक्स्ट्रागैलेक्टिक चुंबकीय क्षेत्रों के बारे में हमारी समझ में भी सुधार की आवश्यकता है।

इनमें से कुछ अवलोकन निश्चित रूप से टेलीस्कोप ऐरे द्वारा किए जाएंगे। यह उत्तरी गोलार्ध में सबसे बड़ा कॉस्मिक-रे डिटेक्टर है और वर्तमान में इसका विस्तार इसके वर्तमान क्षेत्र से चार गुना बड़ा होने के लिए किया जा रहा है।

आज, अमेतरासु जैसे कणों का हर 15 साल में एक बार पता लगाया जाता है, लेकिन फ़ूजी का कहना है कि टेलीस्कोप एरे में सुधार से इसे हर चार साल में एक बार कम किया जा सकता है।

में अनुसंधान वर्णित है विज्ञान.

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