अक्टूबर 2022 में, वैज्ञानिकों ने 2.4 अरब प्रकाश वर्ष दूर एक तारे की विस्फोटक मृत्यु का पता लगाया, जो अब तक दर्ज किए गए किसी भी तारे से अधिक चमकीला था।
जैसे ही तारे का कोर एक ब्लैक होल में ढह गया, तारे द्वारा उत्सर्जित गामा-किरण विस्फोट – जीआरबी 221009ए नामक एक घटना – 18 टेराइलेक्ट्रॉनवोल्ट तक की ऊर्जा के साथ प्रस्फुटित हुई। गामा-किरण विस्फोट पहले से ही हमारे ब्रह्मांड में उत्पन्न होने वाले सबसे चमकीले विस्फोट हैं; लेकिन जीआरबी 221009ए एक पूर्ण रिकॉर्ड-स्मैशर था, जिसने इसे “द बोट” उपनाम दिया – सभी समय का सबसे उज्ज्वल।
हालाँकि, इटली में नेशनल इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स (आईएनएएफ) के जियोर्जियो गैलेंटी के नेतृत्व में खगोल भौतिकीविदों की एक टीम के अनुसार, तस्वीर में कुछ गड़बड़ है। ब्रह्मांड के अत्याधुनिक मॉडलों के आधार पर, हमें बड़े उच्च ऊंचाई वाले एयर शावर वेधशाला (एलएचएएएसओ) के डेटा में 10 टेराइलेक्ट्रॉनवोल्ट से अधिक शक्तिशाली फोटॉन को देखने में सक्षम नहीं होना चाहिए, जिसने इसका पता लगाया था।
2.4 अरब प्रकाश वर्ष दूर से, 10 टेराइलेक्ट्रॉनवोल्ट से अधिक ऊर्जा वाले फोटॉनों को आकाशगंगाओं के बीच धुंधली रोशनी, तथाकथित एक्स्ट्रागैलेक्टिक पृष्ठभूमि प्रकाश में अन्य अत्यधिक शक्तिशाली फोटॉनों के साथ बातचीत द्वारा दृढ़ता से अवशोषित किया जाना चाहिए।
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तो अब क्या? खैर, पूरी गड़बड़ी दूर हो जाती है अगर एक्सियन जैसे कण – रहस्यमय डार्क मैटर के लिए अग्रणी उम्मीदवारों में से एक, जो ब्रह्मांड में अधिकांश द्रव्यमान बनाता है, जैसा कि स्ट्रिंग सिद्धांत द्वारा भविष्यवाणी की गई है – मिश्रण में प्रवेश करें।
हालिया विश्लेषण मार्च 2024 में 58वें रेनकॉन्ट्रेस डी मोरियनड सम्मेलन में प्रस्तुत किया गया था, और अब यह प्रीप्रिंट सर्वर arXiv पर उपलब्ध है।
टीम अपने पेपर में लिखती है, “हम…दिखाते हैं कि अगर हम एक्सियन-जैसे कणों (एएलपी) के साथ फोटॉन की बातचीत शुरू करते हैं तो समस्या हल हो जाती है।”
“एएलपी की भविष्यवाणी स्ट्रिंग थ्योरी द्वारा की जाती है, वे डार्क मैटर के लिए सबसे अच्छे उम्मीदवारों में से हैं और बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों की उपस्थिति में खगोल भौतिकी स्रोतों पर वर्णक्रमीय और ध्रुवीकरण प्रभाव पैदा कर सकते हैं।
“विशेष रूप से, जीआरबी 221009ए के लिए, फोटॉन-एक्सियन-जैसे कण दोलन क्रॉस मैग्नेटाइज्ड मीडिया, यानी मेजबान आकाशगंगा, एक्स्ट्रागैलेक्टिक स्पेस, मिल्की वे के भीतर होते हैं, जो आंशिक रूप से एक्स्ट्रागैलेक्टिक पृष्ठभूमि प्रकाश अवशोषण को उस स्तर तक कम कर देता है जो एलएचएएएसओ का पता लगाने की व्याख्या करता है। जीआरबी 221009ए और इसका प्रेक्षित स्पेक्ट्रम।”
डार्क मैटर ब्रह्मांड के बारे में हमारे सबसे बड़े प्रश्नों में से एक है। एक बार जब हम सभी सामान्य पदार्थों को ध्यान में रख लेते हैं – तारे, गैस, ब्लैक होल, आकाशगंगाएँ, चट्टानें, धूल, कुछ भी जिसे हम वास्तव में सीधे पता लगा सकते हैं – तो बहुत अधिक गुरुत्वाकर्षण शेष रह जाता है। जो कुछ भी वह गुरुत्वाकर्षण बना रहा है, उसमें सामान्य पदार्थ की तुलना में बहुत अधिक मात्रा है। ब्रह्माण्ड के द्रव्यमान का लगभग 85 प्रतिशत भाग डार्क मैटर है।
हम नहीं जानते कि डार्क मैटर क्या है, लेकिन कई संभावित उम्मीदवार हैं। एक्सियन्स एक प्रमुख दावेदार हैं। ऐसा माना जाता है कि ये काल्पनिक कण कुछ हद तक न्यूट्रिनो की तरह व्यवहार करते हैं, क्योंकि वे सामान्य पदार्थ के साथ ज्यादा संपर्क नहीं करते हैं, जिससे उनका पता लगाना मुश्किल हो जाता है। हालाँकि, यह भी भविष्यवाणी की गई है कि वे डार्क मैटर की तरह व्यवहार करेंगे, इसलिए खगोल वैज्ञानिक उनके अस्तित्व का सबूत खोजने के लिए उत्सुक हैं।
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गैलेंटी और उनके सहयोगियों को पहले दूर के ब्लेज़र से प्रकाश में अक्षतंतु जैसे कणों के प्रमाण मिले थे – अत्यधिक सक्रिय आकाशगंगाएँ जो प्रकाश से चमकती हैं। लेकिन अब तक देखा गया सबसे चमकीला गामा-किरण विस्फोट अक्षों की खोज के लिए एक नई प्रयोगशाला का प्रतिनिधित्व करता है।
एक्स्ट्रागैलेक्टिक पृष्ठभूमि प्रकाश के एक हालिया मॉडल के अनुसार, बड़ी दूरी पर यात्रा करने वाले उच्च-ऊर्जा गामा-किरण फोटॉनों को पृष्ठभूमि प्रकाश के साथ इतनी दृढ़ता से संपर्क करना चाहिए कि यह हम तक पहुंचने में असमर्थ हो। शोधकर्ताओं की गणना के अनुसार, फोटॉन और अक्षों के बीच की बातचीत से अंतरिक्षीय स्थान को उच्च-ऊर्जा प्रकाश के लिए अधिक पारदर्शी बनाना चाहिए।
इसलिए, शोधकर्ताओं का कहना है कि तथ्य यह है कि LHAASO ने 18 टेराइलेक्ट्रॉनवोल्ट तक के फोटोन का पता लगाया है, जो अक्षों का पहला अप्रत्यक्ष पता लगा सकता है।
निष्कर्ष की पुष्टि होने से पहले बहुत अधिक काम करने की आवश्यकता होगी, खासकर जब से कुछ अन्य खोजों से कुछ भी नहीं निकला है। लेकिन हमारे पास देखने के लिए अन्य जगहें भी हैं; विशेष रूप से, न्यूट्रॉन तारे तीव्र गति से अक्षों को बाहर निकाल सकते हैं।
हम इसे अभी तक पूरा कर लेंगे।
टीम का शोध arXiv पर उपलब्ध है।
