जैसे-जैसे नए साल का जश्न करीब आ रहा है, आपके पड़ोस में आतिशबाजी कम होने की संभावना है। हालाँकि, न्यूट्रॉन सितारों के लिए, जो मृत तारे हैं जो इतनी तेजी से घूमते हैं कि वे प्रति सेकंड लगभग दो बार पृथ्वी के नए साल का जश्न मना सकते हैं, ब्रह्मांडीय आतिशबाजी कभी खत्म नहीं हो सकती है।
नए शोध से पता चलता है कि कुछ न्यूट्रॉन सितारों के करीब अत्यधिक चुंबकीय वातावरण में उत्पन्न होने वाली आकाशीय आतिशबाजी ऊर्जा के तीव्र और रहस्यमय विस्फोटों का कारण बन सकती है जिन्हें फास्ट रेडियो बर्स्ट (एफआरबी) कहा जाता है।
हालाँकि यह संबंध पहले भी कई बार खींचा जा चुका है, लेकिन नेचर जर्नल में बुधवार (1 जनवरी) को प्रकाशित ये परिणाम नए हैं, क्योंकि वे दिखाते हैं कि एफआरबी इन अत्यधिक मृत सितारों के बहुत करीब से उत्पन्न होते हैं। यह दूरी न्यूयॉर्क और लॉस एंजिल्स के बीच की दूरी से केवल दोगुनी के बराबर है।
“न्यूट्रॉन सितारों के इन वातावरणों में, चुंबकीय क्षेत्र वास्तव में उस सीमा पर हैं जो ब्रह्मांड उत्पन्न कर सकता है,” टीम लीडर और मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) के शोधकर्ता केंज़ी निम्मो, कावली इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स एंड स्पेस रिसर्च में पोस्टडॉक, एक बयान में कहा.
तेज़ रेडियो विस्फोट और न्यूट्रॉन तारे
सांसारिक मानव निर्मित आतिशबाजी द्वारा उत्पन्न प्रकाश शो जितना प्रभावशाली हो सकता है, एफआरबी उन्हें शर्मसार कर देते हैं।
एक सेकंड के केवल हजारवें हिस्से तक चलने वाला, एक एफआरबी उतनी ही ऊर्जा उत्सर्जित कर सकता है जिसे उत्सर्जित करने में सूर्य को तीन दिन लगेंगे। परिणामस्वरूप, ऊर्जा के ये शक्तिशाली विस्फोट संपूर्ण आकाशगंगाओं को चमका सकते हैं।
यह अविश्वसनीय शक्ति आपको यह निष्कर्ष निकालने के लिए प्रेरित कर सकती है कि एफआरबी दुर्लभ हैं, लेकिन ऐसा नहीं है। 2007 में खगोलविदों द्वारा पहली बार एफआरबी देखे जाने के बाद से हजारों का पता लगाया जा चुका है। कुछ विस्फोट 8 अरब प्रकाश वर्ष दूर तक होते हैं, और कुछ इतने करीब होते हैं कि वे आकाशगंगा के भीतर होते हैं।
हालांकि स्पष्ट और सामान्य, एफआरबी का कारण एक रहस्य बना हुआ है। हालाँकि, उनकी शक्ति ने उन्हें ब्रह्मांड के सबसे चरम वातावरण से जोड़ा है: न्यूट्रॉन सितारों के आसपास के क्षेत्र।
निम्मो ने कहा, “इस बात पर बहुत बहस हुई है कि क्या यह उज्ज्वल रेडियो उत्सर्जन उस चरम प्लाज्मा से भी बच सकता है।”
न्यूट्रॉन तारे तारकीय अवशेष हैं जो तब बनते हैं जब बड़े तारे मर जाते हैं और उनके कोर, जिनका द्रव्यमान सूर्य से लगभग एक या दो गुना अधिक होता है, लगभग 12 मील (20 किलोमीटर) की चौड़ाई तक सिकुड़ जाते हैं। शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र वाले न्यूट्रॉन सितारों को “मैग्नेटर” के रूप में जाना जाता है।
टीम के सदस्य और एमआईटी शोधकर्ता कियोशी मासुई ने बयान में कहा, “इन अत्यधिक चुंबकीय न्यूट्रॉन सितारों के आसपास, जिन्हें मैग्नेटर भी कहा जाता है, परमाणु मौजूद नहीं हो सकते हैं – वे चुंबकीय क्षेत्र से अलग हो जाएंगे।”
मैग्नेटर्स और एफआरबी उत्सर्जन के आसपास दो प्रचलित सिद्धांत हैं। एक सुझाव है कि वे वस्तुओं के अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण द्वारा उत्पन्न अशांत परिस्थितियों में इन मृत सितारों के करीब होते हैं। दूसरे सिद्धांत से पता चलता है कि एफआरबी न्यूट्रॉन सितारों से फैलने वाली शॉकवेव्स द्वारा बनाई जाती हैं और इस प्रकार इन घने तारकीय अवशेषों से उत्पन्न होती हैं।
इन मूलों के बीच चयन करने के लिए, टीम ने FRB 20221022A नामक FRB की ओर रुख किया, जो कुछ अद्वितीय गुणों वाला एक रेडियो सिग्नल है। और, वैज्ञानिक एक शानदार नई विश्लेषण पद्धति का उपयोग करने के लिए निश्चित थे।
ट्विंकल, ट्विंकल एफआरबी
FRB 20221022A को पहली बार 2022 में कैनेडियन हाइड्रोजन इंटेंसिटी मैपिंग एक्सपेरिमेंट (CHIME) रेडियो टेलीस्कोप द्वारा खोजा गया था। यह निर्धारित किया गया था कि इसकी उत्पत्ति लगभग 200 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर स्थित आकाशगंगा में एक न्यूट्रॉन तारे से हुई थी।
कई मायनों में, FRB 20221022A एक विशिष्ट FRB है, लेकिन CHIME डेटा में एक बात जो सामने आई वह यह थी कि इस सिग्नल में प्रकाश ध्रुवीकृत था। इससे संकेत मिलता है कि इसकी उत्पत्ति एक न्यूट्रॉन तारे के करीब हुई थी।
यह निर्धारित करने के लिए कि क्या यह मामला है, टीम ने इसका गहराई से विश्लेषण करने और इसके मूल बिंदु के लिए अधिक सटीक स्थान प्राप्त करने के लिए इस एफआरबी के “सिंटिलेशन” का उपयोग किया। यदि जगमगाहट शब्द परिचित लगता है, तो ऐसा इसलिए है क्योंकि यह वह भौतिक प्रक्रिया है जिसके कारण तारे “टिमटिमाते” हैं क्योंकि वे जो प्रकाश उत्सर्जित करते हैं वह पृथ्वी के वायुमंडल में कणों से टकराता है।
टीम ने तर्क दिया कि इस एफआरबी की जगमगाहट से उन्हें उस क्षेत्र का आकार निर्धारित करने में मदद मिल सकती है जहां से यह उभरा है।
अधिक जगमगाहट का अर्थ है न्यूट्रॉन तारे के चारों ओर अशांत चुंबकीय वातावरण में उत्पत्ति; किसी भी देखी गई जगमगाहट का अर्थ न्यूट्रॉन तारे से आगे की उत्पत्ति नहीं होगा, जो शॉकवेव सिद्धांत का समर्थन करता है।
एफआरबी की चमक में बदलाव से पता चला कि एफआरबी 20221022ए तेजी से घूमते न्यूट्रॉन तारे से 6,200 मील (10,000 किलोमीटर) से अधिक की दूरी पर नहीं फटा। संदर्भ के लिए, यह पृथ्वी और चंद्रमा के बीच की दूरी का लगभग 1/40वां हिस्सा है।
मासुई ने कहा, “200 मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी से 10,000 किलोमीटर के क्षेत्र में ज़ूम करना, चंद्रमा की सतह पर डीएनए हेलिक्स की चौड़ाई को मापने में सक्षम होने जैसा है, जो लगभग 2 नैनोमीटर चौड़ा है।” इसमें पैमानों की एक अद्भुत श्रृंखला शामिल है।”
एफआरबी 20221022ए की टीम की गहन जांच इस संभावना को खारिज करती प्रतीत होती है कि एफआरबी मैग्नेटर्स के व्यापक वातावरण से टकराने वाली शॉकवेव्स से निकलते हैं।
मासुई ने बताया, “यहां रोमांचक बात यह है कि स्रोत के नजदीक उन चुंबकीय क्षेत्रों में संग्रहीत ऊर्जा इस तरह घूम रही है और पुन: कॉन्फ़िगर हो रही है कि इसे रेडियो तरंगों के रूप में जारी किया जा सकता है जिसे हम आधे ब्रह्मांड में देख सकते हैं।”
टीम के निष्कर्ष पहले सबूत के रूप में काम करते हैं कि एफआरबी न्यूट्रॉन सितारों के करीब शुरू होते हैं, टीम को उम्मीद है कि उनकी शानदार तकनीक अब अन्य एफआरबी पर लागू की जा सकती है।
मासुई ने कहा, “ये विस्फोट हमेशा होते रहते हैं, और CHIME एक दिन में कई विस्फोटों का पता लगाता है।” ये फटते हैं।”
