अदृश्य ब्रह्मांड का एक नया नक्शा

खगोलविदों ने एक विशाल अवलोकन अभियान के परिणाम प्रकट किए हैं जो हमारे ब्रह्मांड की तस्वीर को मौलिक रूप से बदलता है। Low-Frequency Array (LOFAR) का उपयोग करते हुए, जो यूरोप में फैली हजारों रेडियो एंटेना का एक नेटवर्क है, एक अंतर्राष्ट्रीय टीम ने 13.7 मिलियन रेडियो स्रोतों की सूची बनाई है — यह अब तक आकाश का सबसे बड़ा रेडियो सर्वेक्षण है।

यह सर्वेक्षण ब्रह्मांडीय घटनाओं की एक विस्मयकारी विविधता को कैप्चर करता है: सुपरमैसिव ब्लैक होल जो प्लाज्मा की किरणें लाखों प्रकाश-वर्ष दूर अंतरगैलेक्टिक अंतरिक्ष में फेंकते हैं, आकाशगंगाएं जो मर्ज करने के क्षण में पकड़ी जाती हैं, प्राचीन सुपरनोवा विस्फोटों के भूतिया अवशेष, और पूरे आकाशगंगा समूह जो उनके गुरुत्वाकर्षण कुओं में फंसी गर्म गैस से निकलने वाले रेडियो उत्सर्जन से चमकते हैं।

जो इस उपलब्धि को विशेष रूप से उल्लेखनीय बनाता है वह आवृत्ति सीमा है। LOFAR बहुत कम रेडियो आवृत्तियों पर काम करता है, 120 से 168 मेगाहर्ट्ज के बीच — तरंगदैर्ध्य जो भौतिक प्रक्रियाओं को प्रकट करते हैं जो ऑप्टिकल टेलीस्कोप या यहां तक कि उच्च-आवृत्ति रेडियो डिशों के लिए बड़े हिस्से में अदृश्य हैं। इन आवृत्तियों पर, आकाश synchrotron विकिरण से जगमगाता है जो इलेक्ट्रॉनों से उत्पन्न होता है जो चुंबकीय क्षेत्रों के माध्यम से सर्पिल होते हैं, ब्रह्मांडीय चुंबकत्व और उच्च-ऊर्जा कण त्वरण की सीधी जांच प्रदान करता है।

LOFAR कैसे काम करता है

एक एकल बड़ी डिश वाले पारंपरिक रेडियो टेलीस्कोप के विपरीत, LOFAR interferometry के माध्यम से असाधारण संवेदनशीलता प्राप्त करता है — नीदरलैंड में फैली हजारों छोटी, अपेक्षाकृत सस्ती एंटेना से संकेतों को जोड़ते हुए और जर्मनी, फ्रांस, यूके, स्वीडन, पोलैंड, आयरलैंड, लातविया और इटली में पार्टनर स्टेशन के साथ। सबसे लंबी baselines 2,000 किलोमीटर से अधिक फैली हुई हैं, जिससे सरणी को एक अंतरिक्ष टेलीस्कोप के बराबर कोणीय रिज़ॉल्यूशन मिलता है।

सरणी का कोर नीदरलैंड के पूर्वोत्तर क्षेत्र में Drentse Aa नामक एक दूरदराज के क्षेत्र में स्थित है, जिसे रेडियो आवृत्ति हस्तक्षेप के असामान्य रूप से कम स्तरों के लिए चुना गया था। वहां से, डेटा उन दरों पर प्रवाहित होता है जो दुनिया के सबसे बड़े कण भौतिकी प्रयोगों के साथ प्रतिद्वंद्विता करते हैं, जिन्हें कच्चे संकेतों को आकाश की छवियों में संसाधित करने के लिए समर्पित सुपरकंप्यूटिंग सुविधाओं की आवश्यकता होती है।

LOFAR की प्रत्येक pointing कई डिग्री भर में दृश्य का क्षेत्र कैप्चर करता है — विशिष्ट रेडियो टेलीस्कोप की तुलना में बहुत व्यापक — जिससे सर्वेक्षण संपूर्ण उत्तरी आकाश को कुशलतापूर्वक कवर कर सकता है। परिणामी डेटा सेट petabytes की जानकारी रखता है जो आने वाले वर्षों के लिए खगोलविदों को व्यस्त रखेगा।

ब्लैक होल और सक्रिय आकाशगंगाएं

सर्वेक्षण के सबसे शानदार निष्कर्षों में लाखों सक्रिय गैलेक्टिक न्यूक्लिआई (AGN) हैं — आकाशगंगाएं जो सुपरमैसिव ब्लैक होल को बंदी बनाती हैं जो सक्रिय रूप से आसपास के पदार्थ का उपभोग कर रही हैं। जैसे-जैसे सामग्री इन ब्लैक होल में सर्पिल होती है, यह relativistic प्लाज्मा की जुड़ी हुई किरणें उत्पन्न करता है जो होस्ट आकाशगंगा के बहुत आगे तक फैल सकती हैं।

LOFAR की कम-आवृत्ति संवेदनशीलता सबसे पुरानी, सबसे विस्तारित jet संरचनाओं को खोजने के लिए अद्वितीय है। उच्च-आवृत्ति रेडियो उत्सर्जन अपेक्षाकृत जल्दी फीका पड़ता है जब इलेक्ट्रॉन ऊर्जा खो देते हैं, लेकिन कम-आवृत्ति चमक बहुत अधिक समय तक जारी रहती है, fossil jets और lobes को प्रकट करती है जो ब्लैक होल गतिविधि के सैकड़ों मिलियन वर्षों को रिकॉर्ड करते हैं। सर्वेक्षण ने हजारों पहले से अज्ञात विशाल रेडियो आकाशगंगाओं को उजागर किया है, कुछ संरचनाओं के साथ जो लाखों प्रकाश-वर्ष तक फैली हुई हैं।

ये अवलोकन यह समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं कि सुपरमैसिव ब्लैक होल अपनी होस्ट आकाशगंगाओं और व्यापक ब्रह्मांडीय वातावरण को कैसे प्रभावित करते हैं। AGN jets द्वारा जमा की गई ऊर्जा को विशाल आकाशगंगाओं में तारे के निर्माण को नियंत्रित करने और आकाशगंगा समूहों में गैस को गर्म करने के लिए माना जाता है, जिससे वे ब्रह्मांडीय संरचना के विकास में मुख्य खिलाड़ी बन जाते हैं।

आकाशगंगाओं को मर्ज करना और ब्रह्मांडीय टकराव

सर्वेक्षण आकाशगंगा mergers की एक अभूतपूर्व जनगणना भी प्रदान करता है। जब आकाशगंगाएं टकराती हैं, तो परिणामी गुरुत्वाकर्षण अराजकता तारे के निर्माण के फटने को ट्रिगर कर सकती है और गैस को केंद्रीय ब्लैक होल की ओर निर्देशित कर सकती है, AGN गतिविधि को प्रज्वलित कर सकती है। LOFAR दोनों प्रक्रियाओं से जुड़े रेडियो उत्सर्जन का पता लगा सकता है, जिससे यह आकाशगंगा के आपसी संपर्क कैसे ब्रह्मांडीय परिदृश्य को आकार देता है, इसका अध्ययन करने के लिए एक आदर्श उपकरण बन जाता है।

विशेष रूप से रोचक आकाशगंगा समूहों से रेडियो उत्सर्जन की खोजें हैं। इन विशाल संरचनाओं में फंसी गर्म गैस — ब्रह्मांड में सबसे बड़ी गुरुत्वाकर्षण से बंधी वस्तुएं — diffuse रेडियो उत्सर्जन पैदा करते हैं जिसे radio halos और radio relics के रूप में जाना जाता है। ये विशेषताएं shock waves और turbulence को ट्रेस करते हैं जो cluster mergers के दौरान उत्पन्न होती हैं, events जो ऊर्जाएं जारी करती हैं जो केवल Big Bang द्वारा प्रतिद्वंद्विता करती हैं।

नए सर्वेक्षण ने इन cluster radio स्रोतों की ज्ञात आबादी को नाटकीय रूप से विस्तृत किया है, ब्रह्मांड में सबसे बड़ी संरचनाओं में परिचालित चुंबकीय क्षेत्रों और कण त्वरण तंत्रों पर नई बाधाएं प्रदान कर रहा है।

सुपरनोवा अवशेष और तारकीय मृत्यु

घर के करीब, सर्वेक्षण ने अपनी Milky Way के भीतर हजारों supernova अवशेषों की सूची बनाई है। विस्फोट करने वाले तारों से मलबे के ये विस्तारित गोले cosmic rays के प्रमुख स्रोत हैं — उच्च-ऊर्जा कणों जो निरंतर पृथ्वी के वातावरण को bombard करते हैं। कम आवृत्तियों पर उनके रेडियो उत्सर्जन को मैप करके, LOFAR Galactic चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और संरचना और कणों को near-light speeds तक त्वरित करने वाले तंत्रों के बारे में नई जानकारी प्रदान करता है।

सर्वेक्षण ने पहले से अज्ञात अवशेषों से रेडियो उत्सर्जन भी खोजा है, इन महत्वपूर्ण वस्तुओं की हमारी सूची का विस्तार किया है और खगोलविदों को Milky Way में तारकीय विस्फोटों की दर और वितरण को बेहतर ढंग से समझने में मदद की है।

आगे देखना

वर्तमान रिलीज़ LOFAR Surveys Key Science Project से केवल दूसरा प्रमुख डेटा रिलीज़ है। भविष्य की रिलीज़ें गहरी होंगी और अधिक आकाश को कवर करेंगी, अंतिम लक्ष्य यूरोप से दृश्यमान कम-आवृत्ति रेडियो आकाश की एक पूर्ण जनगणना है। इसी बीच, planned Square Kilometre Array (SKA), जो वर्तमान में ऑस्ट्रेलिया और दक्षिण अफ्रीका में निर्माणाधीन है, इस तरह के सर्वेक्षण को अधिक से अधिक संवेदनशीलता के साथ संपूर्ण आकाश में विस्तारित करेगा।

फिलहाल, 13.7 मिलियन-स्रोत कैटलॉग आधुनिक radio astronomy क्या हासिल कर सकता है इसका एक स्मारक है। यह केवल एक नक्शा नहीं है — यह ब्रह्मांड को देखने का एक नया तरीका है, जो उन हिंसक, चुंबकीय और energetic प्रक्रियाओं को प्रकट करता है जो आकाशगंगाओं और ब्रह्मांडीय web को अरबों वर्षों के ब्रह्मांडीय इतिहास में आकार देते हैं।

यह लेख Space.com द्वारा रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।