टिमटिमाते तारे ने पृथ्वी के निकट छिपी प्लाज्मा संरचना का खुलासा किया

मेलबर्न: दक्षिणी गोलार्ध में सबसे शक्तिशाली रेडियो दूरबीन के साथ, हमने एक टिमटिमाते हुए तारे को देखा है और हमारे ब्रह्मांडीय पड़ोस में रहस्यमय प्लाज्मा संरचनाओं की बहुतायत की खोज की है।

हम जो प्लाज्मा संरचनाएँ देखते हैं, वे घनत्व या अशांति में भिन्नताएँ हैं, जो आकाशगंगा में ऊर्जावान घटनाओं द्वारा उत्तेजित अंतरतारकीय चक्रवातों के समान हैं।

नेचर एस्ट्रोनॉमी में आज प्रकाशित अध्ययन में एक पल्सर के चारों ओर एक अंतरतारकीय शॉक वेव के भीतर प्लाज्मा परतों के पहले माप का भी वर्णन किया गया है।

अब हम महसूस करते हैं कि हमारा स्थानीय अंतरतारकीय माध्यम इन संरचनाओं से भरा हुआ है और हमारे निष्कर्षों में एक दुर्लभ घटना भी शामिल है जो पल्सर शॉक वेव के सिद्धांतों को चुनौती देगी।

पल्सर क्या है और इसमें शॉक वेव क्यों होती है?

हमारे अवलोकनों ने पास के तेज़-घूमने वाले पल्सर, J0437-4715 पर ध्यान केंद्रित किया, जो पृथ्वी से 512 प्रकाश वर्ष दूर है। पल्सर एक न्यूट्रॉन तारा है, एक अति सघन तारकीय अवशेष जो रेडियो तरंगों की किरणें और कणों की एक ऊर्जावान "हवा" उत्पन्न करता है।

पल्सर और इसकी हवा अंतरतारकीय माध्यम - तारों के बीच की सामग्री (गैस, धूल और प्लाज्मा) के माध्यम से सुपरसोनिक गति से चलती है। यह एक धनुष झटका बनाता है: गर्म गैस की एक शॉक वेव जो लाल चमकती है।

अंतरतारकीय प्लाज्मा अशांत है और पल्सर रेडियो तरंगों को सीधे, सीधी रेखा पथ से थोड़ा दूर बिखेरता है। बिखरी हुई तरंगें चमकीले और मंद धब्बों का एक पैटर्न बनाती हैं जो पृथ्वी, पल्सर और प्लाज्मा सभी के अंतरिक्ष में घूमने के दौरान हमारे रेडियो दूरबीनों पर बहती हैं।

हमारे सुविधाजनक बिंदु से, यह पल्सर को टिमटिमाने या "चमकने" का कारण बनता है। यह प्रभाव पृथ्वी के वायुमंडल में अशांति के समान है जो रात के आकाश में सितारों को टिमटिमाता है।

पल्सर की चमक हमें प्लाज्मा संरचनाओं के बारे में अनूठी जानकारी देती है जो किसी अन्य तरीके से पता लगाने के लिए बहुत छोटी और धुंधली होती हैं।

चमकता हुआ छोटा रेडियो तारा

नंगी आँखों से, किसी तारे का टिमटिमाना बेतरतीब लग सकता है। लेकिन कम से कम पल्सर के लिए, छिपे हुए पैटर्न हैं।

सही तकनीकों के साथ, हम हस्तक्षेप पैटर्न से व्यवस्थित आकृतियों को उजागर कर सकते हैं, जिन्हें सिंटिलेशन आर्क्स कहा जाता है। वे इंटरस्टेलर प्लाज़्मा में कॉम्पैक्ट संरचनाओं के स्थानों और वेगों का विवरण देते हैं। सिंटिलेशन आर्क्स का अध्ययन करना इंटरस्टेलर माध्यम का सीटी स्कैन करने जैसा है - प्रत्येक आर्क प्लाज़्मा की एक पतली परत को प्रकट करता है।

आमतौर पर, सिंटिलेशन आर्क अध्ययन केवल एक या अधिकतम मुट्ठी भर आर्क्स को उजागर करते हैं, जो हमारी आकाशगंगा में केवल सबसे चरम (सबसे घनी या सबसे अशांत) प्लाज़्मा संरचनाओं का दृश्य देते हैं।

हमारे सिंटिलेशन आर्क अध्ययन ने अभूतपूर्व 25 सिंटिलेशन आर्क्स का अनावरण करके नई जमीन तोड़ी, जो आज तक किसी भी पल्सर के लिए देखी गई सबसे अधिक प्लाज़्मा संरचनाएँ हैं।

हमारे अध्ययन की संवेदनशीलता केवल पल्सर (यह हमारा निकटतम मिलीसेकंड पल्सर पड़ोसी है) की निकटता और दक्षिण अफ्रीका में मीरकैट रेडियो टेलीस्कोप के बड़े संग्रह क्षेत्र के कारण ही संभव हो पाई।

स्थानीय बुलबुला आश्चर्य

हमने जो 25 सिंटिलेशन आर्क पाए, उनमें से 21 ने अंतरतारकीय माध्यम में संरचनाओं का खुलासा किया। यह आश्चर्यजनक था क्योंकि पल्सर - हमारे अपने सौर मंडल की तरह - हमारी आकाशगंगा के अपेक्षाकृत शांत क्षेत्र में स्थित है जिसे स्थानीय बुलबुला कहा जाता है।

लगभग 14 मिलियन वर्ष पहले, हमारी आकाशगंगा का यह हिस्सा तारकीय विस्फोटों से प्रकाशित हुआ था, जिसने अंतरतारकीय माध्यम में सामग्री को बहा दिया और एक गर्म शून्य को फुलाया। आज, यह बुलबुला अभी भी फैल रहा है और अब हमसे 1,000 प्रकाश वर्ष तक फैला हुआ है।

हमारी नई सिंटिलेशन आर्क खोजों से पता चलता है कि स्थानीय बुलबुला उतना खाली नहीं है जितना पहले सोचा गया था। यह सघन प्लाज्मा संरचनाओं से भरा हुआ है, जो केवल तभी बनी रह सकती है, जब बुलबुला लाखों डिग्री से कम होकर 10,000 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा हो जाए।

शॉक खोज

जैसा कि नीचे दिए गए एनीमेशन में दिखाया गया है, पल्सर अपने धनुष शॉक से घिरा हुआ है, जो ऊर्जायुक्त हाइड्रोजन परमाणुओं से निकलने वाले प्रकाश से लाल चमकता है।

जबकि अधिकांश पल्सर धनुष शॉक उत्पन्न करने वाले माने जाते हैं, केवल मुट्ठी भर ही देखे गए हैं क्योंकि वे धुंधली वस्तुएँ हैं। अब तक, किसी का भी अध्ययन सिंटिलेशन का उपयोग करके नहीं किया गया था।

हमने पल्सर धनुष शॉक के अंदर प्लाज्मा संरचनाओं में शेष चार सिंटिलेशन आर्क का पता लगाया, यह पहली बार है जब खगोलविदों ने इन शॉक तरंगों में से एक के अंदर झाँका है।

इसने हमें प्लाज्मा की विभिन्न परतों का सीटी जैसा दृश्य दिया। इन आर्क का उपयोग ऑप्टिकल छवि के साथ करके हमने शॉक का एक नया त्रि-आयामी मॉडल बनाया, जो अंतरिक्ष में पल्सर की गति के कारण हमसे थोड़ा दूर झुका हुआ प्रतीत होता है।

सिंटिलेशन आर्क्स ने हमें प्लाज़्मा परतों के वेग भी बताए। उम्मीद से कहीं ज़्यादा, हमने पाया कि एक आंतरिक प्लाज़्मा संरचना शॉक फ्रंट की ओर बढ़ रही है, जो शॉक्ड मटेरियल के विपरीत दिशा में प्रवाहित हो रही है।

जबकि इस तरह के बैक फ़्लो सिमुलेशन में दिखाई दे सकते हैं, वे दुर्लभ हैं। यह खोज इस धनुष शॉक के लिए नए मॉडल को आगे बढ़ाएगी।

सिंटिलेशन विज्ञान

दुनिया भर में बनाए जा रहे नए और ज़्यादा संवेदनशील रेडियो टेलीस्कोप के साथ, हम इंटरस्टेलर माध्यम में ज़्यादा पल्सर धनुष शॉक और अन्य घटनाओं से सिंटिलेशन देखने की उम्मीद कर सकते हैं।

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