ब्रह्माण्ड के सबसे शक्तिशाली चुम्बकों में से एक जागृत हो गया, विवरण

नई दिल्ली: एक दशक की चुप्पी के बाद, ब्रह्मांड में सबसे शक्तिशाली चुंबकों में से एक 2018 के अंत में अचानक वापस जीवित हो गया। इस "मैग्नेटर" का पुनर्जागरण, शहर के आकार का XTE J1810-197 नाम का तारा एक सुपरनोवा विस्फोट से पैदा हुआ था। , एक अविश्वसनीय रूप से हिंसक मामला था।उलझे हुए चुंबकीय क्षेत्र के टूटने और खुलने से गामा किरणों, एक्स-रे और रेडियो तरंगों के रूप में भारी मात्रा में ऊर्जा निकली।इस तरह के मैग्नेटर विस्फोटों को क्रिया में पकड़कर, खगोलविद यह समझने लगे हैं कि उनके अनियमित व्यवहार का कारण क्या है। हम दूर की आकाशगंगाओं से देखी जाने वाली रेडियो प्रकाश की रहस्यमय चमक के संभावित लिंक भी ढूंढ रहे हैं जिन्हें तेज़ रेडियो विस्फोट के रूप में जाना जाता है।नेचर एस्ट्रोनॉमी में प्रकाशित शोध के दो नए टुकड़ों में, हमने इन दुर्लभ वस्तुओं में से एक द्वारा उत्सर्जित रेडियो तरंगों में पहले कभी नहीं देखे गए परिवर्तनों को अभूतपूर्व विस्तार से पकड़ने के लिए दुनिया के तीन सबसे बड़े रेडियो दूरबीनों का उपयोग किया।

चुंबकीय राक्षस

मैग्नेटार युवा न्यूट्रॉन तारे हैं, जिनका चुंबकीय क्षेत्र हमारे सबसे शक्तिशाली पृथ्वी-आधारित मैग्नेट से अरबों गुना अधिक मजबूत है। उनके चुंबकीय क्षेत्र का धीमा क्षय उनकी कठोर बाहरी परत में भारी मात्रा में तनाव पैदा करता है जब तक कि वह अंततः टूट न जाए। यह चुंबकीय क्षेत्र को मोड़ देता है और खुलते ही बड़ी मात्रा में ऊर्जावान एक्स-रे और गामा किरणें छोड़ता है।इन विदेशी तारों का प्रारंभ में 1979 में पता चला था जब एक तारे द्वारा उत्सर्जित तीव्र गामा-किरण विस्फोट को सौर मंडल में अंतरिक्ष यान द्वारा उठाया गया था। तब से, हमें 30 अन्य मैग्नेटर्स मिले हैं, जिनमें से अधिकांश को केवल एक्स-रे और गामा किरणों के स्रोत के रूप में पहचाना गया है। हालाँकि, तब से कुछ दुर्लभ लोगों को रेडियो तरंगों की चमक उत्सर्जित करते हुए भी पाया गया है।इनमें से पहला "रेडियो-लाउड" मैग्नेटर XTE J1810-197 नाम से जाना जाता है। 2003 में एक विस्फोट के बाद खगोलविदों ने शुरू में इसे एक्स-रे के एक उज्ज्वल स्रोत के रूप में खोजा, फिर पाया कि यह हर 5.54 सेकंड में घूमते समय रेडियो तरंगों की उज्ज्वल तरंगें उत्सर्जित करता है।दुर्भाग्य से, रेडियो पल्स की तीव्रता तेजी से कम हो गई, और दो वर्षों के भीतर यह पूरी तरह से दृश्य से गायब हो गया। XTE J1810-197 एक दशक से अधिक समय तक इस रेडियो मूक स्थिति में रहा।

एक लड़खड़ाती शुरुआत

11 दिसंबर 2018 को, जोड्रेल बैंक वेधशाला में मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के 76-मीटर लवेल टेलीस्कोप का उपयोग करने वाले खगोलविदों ने देखा कि XTE J1810-197 एक बार फिर उज्ज्वल रेडियो दालों का उत्सर्जन कर रहा था। जर्मनी में मैक्स-प्लैंक-इंस्टीट्यूट के 100-मीटर एफेल्सबर्ग रेडियो टेलीस्कोप और ऑस्ट्रेलिया में सीएसआईआरओ के 64-मीटर पार्क्स रेडियो टेलीस्कोप मुर्रियांग दोनों द्वारा इसकी तुरंत पुष्टि की गई।पुष्टि के बाद, तीनों दूरबीनों ने यह पता लगाने के लिए एक गहन अभियान शुरू किया कि समय के साथ मैग्नेटर का रेडियो उत्सर्जन कैसे विकसित हुआ।

तीन रेडियो टेलीस्कोप व्यंजनों का फोटो कोलाज।

दो अध्ययनों में जर्मनी में एफेल्सबर्ग रेडियो टेलीस्कोप (बाएं), यूके में लवेल टेलीस्कोप (मध्य), और ऑस्ट्रेलिया में मुरियांग, सीएसआईआरओ के पार्क्स रेडियो टेलीस्कोप (दाएं) से डेटा का उपयोग किया गया। नॉर्बर्ट जंकेस / माइक पील / मार्कस लोअर | XTE J1810-197 से पुनः सक्रिय रेडियो पल्स अत्यधिक रैखिक रूप से ध्रुवीकृत पाए गए, जो ऊपर और नीचे, बाएं से दाएं, या दोनों के कुछ संयोजन में घूमते दिखाई देते हैं। ध्रुवीकरण दिशा के सावधानीपूर्वक माप ने हमें यह निर्धारित करने की अनुमति दी कि मैग्नेटर का चुंबकीय क्षेत्र और स्पिन दिशा पृथ्वी के संबंध में कैसे उन्मुख हैं।ध्रुवीकरण दिशा की हमारी परिश्रमी ट्रैकिंग से कुछ उल्लेखनीय पता चला: तारे के घूमने की दिशा धीरे-धीरे लड़खड़ा रही थी। सिमुलेशन के विरुद्ध मापी गई डगमगाहट की तुलना करके, हम यह निर्धारित करने में सक्षम थे कि विस्फोट के कारण मैग्नेटर की सतह थोड़ी ढेलेदार हो गई थी।गांठ की मात्रा बहुत कम थी, एक आदर्श गोले से केवल एक मिलीमीटर दूर थी, और XTE J1810-917 के जागने के तीन महीने के भीतर धीरे-धीरे गायब हो गई।

मुड़ी हुई रोशनी

आम तौर पर, मैग्नेटर केवल बहुत कम मात्रा में गोलाकार ध्रुवीकृत रेडियो तरंगों का उत्सर्जन करते हैं, जो एक सर्पिल पैटर्न में यात्रा करते हैं। असामान्य रूप से, हमने 2018 के विस्फोट के दौरान XTE J1810-197 में भारी मात्रा में गोलाकार ध्रुवीकरण का पता लगाया।मुरियांग के साथ हमारे अवलोकनों से पता चला कि सामान्य रूप से रैखिक रूप से ध्रुवीकृत रेडियो तरंगें गोलाकार ध्रुवीकृत तरंगों में परिवर्तित हो रही थीं।यह "रैखिक-से-गोलाकार रूपांतरण" लंबे समय से होने की भविष्यवाणी की गई थी जब रेडियो तरंगें न्यूट्रॉन स्टार चुंबकीय क्षेत्रों में रहने वाले कणों के सुपर-गर्म सूप के माध्यम से यात्रा करती हैं। हालाँकि, अवलोकन आवृत्ति के साथ प्रभाव कैसे बदलना चाहिए, इसकी सैद्धांतिक भविष्यवाणियाँ हमारी टिप्पणियों से मेल नहीं खातीं, हालाँकि हम बहुत आश्चर्यचकित नहीं थे। विस्फोट में मैग्नेटर के आस-पास का वातावरण एक जटिल जगह है, और ऐसे कई प्रभाव हैं जो खेल में हो सकते हैं, जिन्हें अपेक्षाकृत सरल सिद्धांतों के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है।

यह सब एक साथ जोड़ना

एक्सटीई जे1810-197 के रेडियो उत्सर्जन में मामूली उतार-चढ़ाव और गोलाकार ध्रुवीकरण की खोज एक रोमांचक छलांग का प्रतिनिधित्व करती है कि हम रेडियो-लाउड मैग्नेटर्स के विस्फोटों का अध्ययन कैसे कर सकते हैं। यह 2018 के विस्फोट की एक अधिक संपूर्ण तस्वीर भी चित्रित करता है।अब हम जानते हैं कि मैग्नेटर की सतह के टूटने से यह विकृत हो जाता है और थोड़े समय के लिए डगमगाने लगता है, जबकि चुंबकीय क्षेत्र लगभग हल्की गति से घूमने वाले अति-गर्म कणों से भर जाता है।अन्य अवलोकनों के साथ मिलकर, डगमगाने की मात्रा का उपयोग हमारे सिद्धांतों का परीक्षण करने के लिए किया जा सकता है कि पदार्थ को पृथ्वी पर प्रयोगशालाओं में दोहराए जाने की अपेक्षा कहीं अधिक घनत्व पर कैसे व्यवहार करना चाहिए। दूसरी ओर, सिद्धांत के साथ रैखिक-से-वृत्ताकार रूपांतरण की असंगतता, हमें इस बारे में अधिक जटिल विचार तैयार करने के लिए प्रेरित करती है कि रेडियो तरंगें अपने चुंबकीय क्षेत्र से कैसे बच जाती हैं।

आगे क्या होगा?

जबकि XTE J1810-197 आज भी सक्रिय है, तब से यह अधिक आराम की स्थिति में आ गया है और डगमगाने या रैखिक-से-गोलाकार रूपांतरण का कोई संकेत नहीं है। हालाँकि ऐसे संकेत हैं कि दोनों घटनाएँ अन्य रेडियो-लाउड मैग्नेटर्स के पिछले अवलोकनों में देखी गई होंगी, और उनके विस्फोटों की एक सामान्य विशेषता हो सकती है।बिल्लियों की तरह, यह भविष्यवाणी करना असंभव है कि मैग्नेटर आगे क्या करेगा। लेकिन ऑस्ट्रेलिया, जर्मनी और उत्तरी अमेरिका में दूरबीनों के वर्तमान और भविष्य के उन्नयन के साथ, अब हम अगली बार जागने का निर्णय लेने पर हमला करने के लिए पहले से कहीं अधिक तैयार हैं। (लेखक: मार्कस लोअर, पोस्टडॉक्टरल रिसर्च फेलो, सीएसआईआरओ; ग्रेगरी डेसविग्नेस, पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता, रेडियो खगोल विज्ञान में मौलिक भौतिकी, रेडियो खगोल विज्ञान के लिए मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट, और पैट्रिक वेल्टेव्रेडे, पल्सर एस्ट्रोफिजिक्स में व्याख्याता, मैनचेस्टर विश्वविद्यालय)

(प्रकटीकरण वक्तव्य: ग्रेगरी डेसविग्नेस ने यूरोपीय अनुसंधान परिषद (ईआरसी) सिनर्जी ग्रांट "ब्लैकहोलकैम" अनुदान अनुबंध संख्या 610058 से धन प्राप्त किया। पैट्रिक वेल्टेव्रेडे को विज्ञान और प्रौद्योगिकी सुविधा परिषद (एसटीएफसी) से धन प्राप्त होता है। मार्कस लोअर शेयरों के लिए काम, परामर्श या स्वामित्व नहीं करता है इस लेख से लाभान्वित होने वाली किसी भी कंपनी या संगठन से धन प्राप्त करना या प्राप्त करना, और अपनी शैक्षणिक नियुक्ति से परे कोई प्रासंगिक संबद्धता का खुलासा नहीं किया है)