एक अदृश्य जनसंख्या आखिरकार दृष्टि में आ सकती है
न्यूट्रॉन सितारे ब्रह्मांड की सबसे विचित्र वस्तुओं में से हैं: ढहे हुए तारकीय केंद्र, जो सूर्य से अधिक द्रव्यमान को लगभग एक शहर के आकार के गोले में समेट सकते हैं। खगोलविदों को विश्वास है कि वे आकाशगंगा में बिखरे हुए होने चाहिए। समस्या यह है कि उनमें से अधिकांश को खोजना बेहद कठिन है। जब तक वे रेडियो तरंगदैर्घ्य में स्पंदित न हों या एक्स-रे में चमक न रहे हों, वे व्यावहारिक रूप से छिपे रह सकते हैं।
NASA द्वारा उद्धृत एक नया अध्ययन संकेत देता है कि यह तब बदल सकता है जब Nancy Grace Roman Space Telescope अवलोकन शुरू करेगा। शोधकर्ताओं ने मिल्की वे के सिमुलेशनों और Roman की भविष्य की क्षमताओं का उपयोग करके दिखाया कि यह दूरबीन astrometric microlensing की मदद से दर्जनों अलग-थलग न्यूट्रॉन सितारों की पहचान और विशेषताओं का निर्धारण कर सकती है। यह एक सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण प्रभाव है, जो पृष्ठभूमि के तारों की दिखने वाली चमक और स्थिति को थोड़े समय के लिए बदल देता है।
अलग-थलग न्यूट्रॉन सितारे इतने दुर्लभ क्यों हैं
कई न्यूट्रॉन सितारे इसलिए खोजे जाते हैं क्योंकि वे अपने होने की घोषणा खुद करते हैं। पल्सर रेडियो तरंगों की झाड़ू जैसी किरणें छोड़ते हैं। कुछ अन्य को एक्स-रे तरंगदैर्घ्य में देखा जा सकता है। लेकिन हर न्यूट्रॉन सितारा इतना सहयोगी नहीं होता। कुछ अकेले रहते हैं, मंद होते हैं, और पारंपरिक अवलोकन विधियों से पहचानना कठिन होता है। इससे खगोल विज्ञान में एक बड़ा अंध-बिंदु बनता है, क्योंकि ये पिंड यह समझने में मदद कर सकते हैं कि भारी तारे कैसे मरते हैं, भारी तत्व कैसे वितरित होते हैं, और अत्यधिक दबाव और घनत्व में पदार्थ कैसे व्यवहार करता है।
Heidelberg University की Zofia Kaczmarek, जिन्होंने Astronomy and Astrophysics में प्रकाशित इस अध्ययन का नेतृत्व किया, ने दिए गए स्रोत पाठ में चुनौती को सीधे इस तरह संक्षेप में रखा: अधिकांश न्यूट्रॉन सितारे अपेक्षाकृत मंद होते हैं और अकेले होते हैं, इसलिए किसी प्रकार की सहायता के बिना उन्हें देख पाना बेहद कठिन है।
Roman की बढ़त उसकी सटीकता है
Roman के मामले में लाभ गुरुत्वाकर्षण को ही पहचान-चिह्न के रूप में इस्तेमाल करने से मिलने की उम्मीद है। जब कोई भारी अग्रभूमि पिंड, जैसे न्यूट्रॉन सितारा, किसी अधिक दूर स्थित तारे के सामने से गुजरता है, तो उसका गुरुत्वाकर्षण पृष्ठभूमि तारे के प्रकाश को मोड़ देता है। इसे microlensing कहते हैं। दूरबीनें कभी-कभी इस संरेखण से उत्पन्न अस्थायी चमक-वृद्धि का पता लगा सकती हैं, लेकिन Roman इसके साथ कुछ खास मूल्यवान चीज़ जोड़ने की उम्मीद है: पृष्ठभूमि तारे की आकाश में दिखने वाली स्थिति में होने वाले बदलावों का असाधारण रूप से सटीक astrometric मापन।
photometry और astrometry का यह संयोजन ही इस मिशन को आशाजनक बनाता है। केवल चमक बढ़ना यह संकेत दे सकता है कि कोई भारी वस्तु किसी तारे के सामने से गुज़री है। स्थिति में बदलाव lensing करने वाले पिंड के बारे में और अधिक जानकारी, संभवतः उसका द्रव्यमान भी, उजागर कर सकता है।
यह महत्वपूर्ण है क्योंकि अलग-थलग न्यूट्रॉन सितारों का पता लगाना ही कठिन नहीं है, उनका वजन मापना भी कठिन है। एक ऐसी दूरबीन जो उन्हें खोज भी सके और उनके द्रव्यमान की सीमा भी निर्धारित कर सके, केवल गिनती करने की तुलना में कहीं अधिक समृद्ध वैज्ञानिक लाभ देगी।
microlensing क्या उजागर कर सकता है
स्रोत पाठ में बताया गया है कि जब किसी अग्रभूमि न्यूट्रॉन सितारे का गुरुत्वाकर्षण दूरस्थ पृष्ठभूमि तारे के प्रकाश को मोड़ता है, तो विकृत छवियों को सीधे हल नहीं किया जा सकता, लेकिन उनकी संयुक्त रोशनी अधिक चमकीली और थोड़ी विस्थापित दिखाई देती है। जैसे-जैसे समय के साथ संरेखण बदलता है, खगोलविद उन बदलावों को ट्रैक कर सकते हैं और उस अन्यथा अदृश्य पिंड की उपस्थिति का अनुमान लगा सकते हैं।
यह Roman को उन कॉम्पैक्ट, अंधेरे या मंद पिंडों के अध्ययन के लिए बहुत उपयुक्त बनाता है जो प्रकाश के बजाय गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से अपनी उपस्थिति दर्ज कराते हैं। व्यावहारिक रूप से, यह दूरबीन तारकीय संरेखणों को आकाशगंगा में छिपे अवशेषों की जनगणना करने के एक तरीके में बदल सकती है।
यह वैज्ञानिक रूप से शक्तिशाली है क्योंकि न्यूट्रॉन सितारे खगोल भौतिकी में एक महत्वपूर्ण सीमा पर स्थित हैं। उनके गुण तारकीय विकास, सुपरनोवा अवशेषों, परमाणु भौतिकी, और सामान्य सापेक्षता से जुड़े हैं। इनमें से अधिक, खासकर अलग-थलग उदाहरणों को खोजना, इन सभी क्षेत्रों में मॉडलों को बेहतर बना सकता है।
दर्जनों का महत्व क्यों है
अध्ययन का यह अनुमान कि Roman दर्जनों अलग-थलग न्यूट्रॉन सितारों की पहचान और विशेषताओं का निर्धारण कर सकता है, भले ही मामूली लगे, लेकिन यह ऐसे पिंडों की श्रेणी के लिए एक बड़ा कदम होगा जो अब तक विशेष मामलों के बाहर लगभग अदृश्य रही है। खगोल विज्ञान में, उच्च-गुणवत्ता वाले मापों के साथ अपेक्षाकृत कम संख्या में कठिन-पहचान वाले पिंड कभी-कभी हजारों कम-गुणवत्ता वाले अवलोकनों से अधिक सिद्धांत को बदल देते हैं।
दर्जनों की एक नमूना संख्या यह स्पष्ट करने में मदद कर सकती है कि अलग-थलग न्यूट्रॉन सितारे मिल्की वे में कैसे वितरित हैं, उनके द्रव्यमान कैसे बदलते हैं, और क्या तारकीय मृत्यु तथा अवशेष निर्माण के मौजूदा मॉडल महत्वपूर्ण जनसंख्या-स्तरीय विशेषताओं को छोड़ रहे हैं।
सर्वेक्षण विज्ञान के लिए बना मिशन
Roman का डिज़ाइन हमेशा बड़े पैमाने के, उच्च-सटीकता वाले सर्वेक्षण कार्य से जुड़ा रहा है। न्यूट्रॉन सितारों से मिला यह परिणाम उस दृष्टिकोण के मूल्य को रेखांकित करता है। व्यापक और संवेदनशील अवलोकन के लिए बना एक टेलिस्कोप अपनी मुख्य घोषित लक्ष्यों से आगे भी खोजें दे सकता है, क्योंकि वह बड़े तारकीय क्षेत्रों में सूक्ष्म बदलावों को बार-बार पकड़ता है।
अक्सर यही वह तरीका है जिससे प्रमुख वेधशालाएँ स्थायी वैज्ञानिक प्रभाव पैदा करती हैं। वे किसी एक प्रकार के पिंड या एक प्रमुख प्रश्न तक सीमित नहीं होतीं। उनकी वास्तविक शक्ति देखने के नए तरीके सक्षम करने में होती है। Roman के मामले में, उन तरीकों में से एक शायद ऐसे ढहे हुए तारों को खोजने की क्षमता होगी जो अपना कोई स्पष्ट संकेत बहुत कम या बिल्कुल नहीं छोड़ते।
अदृश्य को देखने का बड़ा महत्व
यह अध्ययन केवल न्यूट्रॉन सितारों से आगे की बात भी कहता है। यह याद दिलाता है कि खगोल विज्ञान अब अधिक से अधिक अप्रत्यक्ष साक्ष्यों से जानकारी निकालकर आगे बढ़ रहा है। ब्रह्मांड की कुछ सबसे महत्वपूर्ण चीजें इतनी तेज़ी से नहीं चमकतीं कि पुराने तरीके से उन्हें पाया जा सके। इसके बजाय, शोधकर्ता उन निशानों को देखते हैं जो ये पिंड spacetime, गति, या पृष्ठभूमि प्रकाश में छोड़ते हैं।
यदि Roman अपेक्षा के अनुसार काम करता है, तो अलग-थलग न्यूट्रॉन सितारे इस सिद्धांत के सबसे स्पष्ट उदाहरणों में से एक बन सकते हैं। जो वस्तुएँ कभी मिल्की वे में लगभग खोई हुई थीं, वे मापने योग्य लक्ष्य बन सकती हैं, इसलिए नहीं कि वे अचानक चमकने लगेंगी, बल्कि इसलिए कि एक ऐसी दूरबीन जो उनके गुरुत्वाकर्षण हस्ताक्षर को नोटिस करने के लिए पर्याप्त सटीक है, आखिरकार आने वाली है।
खगोलविदों के लिए यह केवल एक तकनीकी उपलब्धि नहीं होगी। यह आकाशगंगा के कुछ सबसे चरम अवशेषों पर अवलोकन की एक नई खिड़की खोलेगा, और अदृश्य तारकीय शवों को मौलिक भौतिकी के लिए समृद्ध डेटा-आधारित प्रयोगशालाओं में बदल देगा।
यह लेख NASA की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.
Originally published on nasa.gov
