वैज्ञानिकों ने इस रहस्य को सुलझा लिया है कि अंतरिक्ष के कण इतनी तीव्र गति तक कैसे पहुंचते हैं

एक नए अध्ययन से पता चला है कि अंतरिक्ष में कणों को अविश्वसनीय रूप से उच्च गति तक कैसे बढ़ाया जा सकता है, जिससे दशकों पुरानी पहेली सुलझ गई है जिसने ब्रह्मांडीय किरणों की हमारी समझ को चुनौती दी है। नेचर कम्युनिकेशंस में 13 जनवरी को प्रकाशित शोध से पता चलता है कि कण प्रक्रियाओं की एक जटिल परस्पर क्रिया के माध्यम से चरम ऊर्जा तक पहुंच सकते हैं, जिसका वैज्ञानिकों ने पहले केवल अलगाव में अध्ययन किया था।

एक अप्रत्याशित खोज

नासा उपग्रहों से डेटा का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के पास इलेक्ट्रॉनों को 500,000 इलेक्ट्रॉन वोल्ट से अधिक ऊर्जा तक पहुंचते हुए देखा – जो इस क्षेत्र में आमतौर पर देखी जाने वाली ऊर्जा से सैकड़ों गुना अधिक है। इस आश्चर्यजनक अवलोकन ने इस रहस्य को उजागर करने में मदद की कि पूरे ब्रह्मांड में कण इतने चरम स्तर तक कैसे ऊर्जावान होते हैं।

जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी एप्लाइड फिजिक्स लेबोरेटरी के डॉ. सव्वास रैप्टिस, जिन्होंने नेतृत्व किया, ने कहा, “हमारा अधिकांश शोध या तो छोटे पैमाने के प्रभावों पर केंद्रित है, जैसे तरंग-कण इंटरैक्शन, या बड़े पैमाने के गुणों, जैसे सौर हवा के प्रभाव पर।” अध्ययन। “हालांकि, जैसा कि हमने इस काम में प्रदर्शित किया, विभिन्न पैमानों पर घटनाओं को जोड़कर, हम उनके परस्पर क्रिया का निरीक्षण करने में सक्षम थे जो अंततः अंतरिक्ष में कणों को सक्रिय करते हैं।”

अनुसंधान दल ने पूरे ब्रह्मांड में होने वाली प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए पृथ्वी के अंतरिक्ष वातावरण को एक प्राकृतिक प्रयोगशाला के रूप में उपयोग किया। मैग्नेटोस्फेरिक मल्टीस्केल (एमएमएस) और आर्टेमिस मिशन सहित कई नासा मिशनों के डेटा को मिलाकर, उन्होंने देखा कि कण एक साथ काम करने वाले कई चरणों के माध्यम से कैसे ऊर्जावान होते हैं।

अध्ययन के सह-लेखक, नॉर्थम्ब्रिया विश्वविद्यालय के डॉ. अहमद लालती ने बताया, “हम जिस ब्रह्मांड में रहते हैं, उसके बारे में हमारी समझ को गहरा करने के सबसे प्रभावी तरीकों में से एक हमारे पृथ्वी के निकट प्लाज्मा वातावरण को प्राकृतिक प्रयोगशाला के रूप में उपयोग करना है।” “वे मूलभूत प्रक्रियाएं हमारे सौर मंडल तक ही सीमित नहीं हैं और पूरे ब्रह्मांड में होने की उम्मीद है।”

इन निष्कर्षों का कॉस्मिक किरणों को समझने में महत्वपूर्ण प्रभाव है – उच्च-ऊर्जा कण जो अंतरिक्ष में विशाल दूरी तक यात्रा करते हैं। ये कण, जो मानव-निर्मित त्वरक में उत्पादित किसी भी चीज़ से कहीं अधिक ऊर्जा तक पहुंच सकते हैं, ने वैज्ञानिकों को लंबे समय से हैरान कर दिया है जो पूरी तरह से यह नहीं बता सके कि वे इतनी चरम गति कैसे प्राप्त करते हैं।

शोध से पता चलता है कि अंतरिक्ष में शॉक वेव्स – जो तब बनती हैं जब तेज़ गति वाली सामग्री धीमी सामग्री से टकराती है – कणों को पहले की तुलना में अधिक कुशलता से गति प्रदान कर सकती है। इस प्रक्रिया में सैद्धांतिक मॉडलों की तुलना में कम प्रारंभिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिससे कणों के लिए चरम गति तक पहुंचना आसान हो जाता है।

भविष्य की ओर देख रहे हैं

यह खोज सुपरनोवा अवशेष और सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक समेत दूर की ब्रह्मांडीय वस्तुओं से अवलोकनों को समझाने में मदद कर सकती है, जहां समान त्वरण प्रक्रियाएं बहुत बड़े पैमाने पर हो सकती हैं। शोध टीम का सुझाव है कि उनके निष्कर्ष अत्यंत गर्म बृहस्पति जैसे अन्य सितारों की परिक्रमा करने वाले ग्रहों के आसपास कण त्वरण को समझने के लिए विशेष रूप से प्रासंगिक हो सकते हैं, जहां समान स्थितियां बहुत बड़े पैमाने पर मौजूद हैं।

कण त्वरण की इस बेहतर समझ से वैज्ञानिकों को पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष मौसम के प्रभावों की बेहतर भविष्यवाणी करने में भी मदद मिल सकती है, जहां ऊर्जावान कण कक्षा में उपग्रहों और अन्य प्रौद्योगिकी को प्रभावित कर सकते हैं।