मिल्की वेमधील turbulence दूरस्थ quasars चा प्रकाश धूसर करत आहे आणि black hole imaging कठीण करत आहे

दूरच्या एका blazar ने घराच्या खूप जवळची समस्या उघड केली

सुमारे 10 अब्ज प्रकाशवर्षे दूर असलेल्या एका blazar चा अभ्यास करणाऱ्या खगोलशास्त्रज्ञांना आढळले आहे की त्याच्या radio signal मधील काही distortion हे स्रोताजवळच्या पदार्थामुळे नव्हे, तर मिल्की वेमधील turbulence मुळे होत आहे. या शोधामुळे आपल्या galaxy च्या interstellar medium मुळे precision radio observations मध्ये कसा अडथळा येतो याचे अधिक स्पष्ट चित्र संशोधकांना मिळते, ज्यात मिल्की वेच्या मध्यवर्ती black hole च्या परिसराचे चित्रण करण्याचे प्रयत्नही समाविष्ट आहेत.

Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian आणि सहकाऱ्यांनी नोंदवलेले हे काम TXS 2005+403 या quasar वर केंद्रित आहे आणि ते The Astrophysical Journal Letters मध्ये प्रकाशित झाले आहे.

scattering चे दोन प्रकार, एक वेगळा ओळखणे कठीण

दूरच्या active galactic nuclei मधून येणारे radio signals पृथ्वीपर्यंत पोहोचण्यापूर्वी अनेक प्रकारे बदलू शकतात. स्रोताजवळील plasma diffractive scattering निर्माण करू शकते, ज्यामुळे signal रुंद आणि धूसर होतो, हे खगोलशास्त्रज्ञांना आधीच माहीत आहे. हा परिणाम very long baseline interferometry, किंवा VLBI, द्वारे अभ्यासला गेला आहे, ज्यात हजारो किलोमीटर अंतरावर असलेल्या radio telescope च्या निरीक्षणांना एकत्र केले जाते.

आणखी कठीण आव्हान म्हणजे refractive scattering, ज्यामुळे मधल्या turbulent material मुळे होणारे सूक्ष्म distortion तयार होते. या प्रकरणात, संशोधकांच्या मते मिल्की वेचे interstellar medium fine-scale substructure जोडत आहे, ज्यामुळे दूरच्या blazar कडून येणारे signal आणखी धूसर होत आहे.

TXS 2005+403 का महत्त्वाचा आहे

अभ्यासात वापरलेला quasar अपवादात्मकरीत्या उपयुक्त ठरला, कारण तो तेजस्वी आहे, जोरदार scattered आहे, आणि स्रोताजवळील plasma मुळे आधीच broaden झाला आहे. त्यामुळे आपल्या स्वतःच्या galaxy मधील turbulence चा अतिरिक्त imprint वेगळा काढण्यासाठी तो एक चांगला probe ठरतो. प्रत्यक्षात, हा object एक background beacon बनतो, ज्यामुळे खगोलशास्त्रज्ञांना मिल्की वे त्यातून जाणाऱ्या प्रकाशावर काय परिणाम करत आहे हे मोजता येते.

हे महत्त्वाचे आहे कारण compact, bright radio sources च्या निरीक्षणांमध्ये प्रतिमेचा कोणता भाग स्रोताचा आहे आणि कोणता भाग स्रोत व निरीक्षक यांच्या मधल्या medium मुळे धूसर झाला आहे, हे समजून घेणे आवश्यक असते.

मिल्की वेचा हस्तक्षेप अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेणे

संशोधक म्हणतात की या शोधातून interstellar medium मधील turbulence प्रतिमा नेमकी कशी प्रभावित करते हे स्पष्ट होते. हे angular resolution च्या मर्यादेजवळच्या कामासाठी विशेष महत्त्वाचे आहे, जिथे अतिशय लहान distortion देखील खगोलशास्त्रज्ञांना काय दिसते आहे ते materially बदलू शकते.

Radio VLBI आधीच astronomy मध्ये सर्वोच्च angular resolution देते, पण त्या शक्तीसोबत propagation effects प्रति संवेदनशीलताही येते. जर galaxy मधील स्वतःची gas आणि turbulence अतिरिक्त blur निर्माण करत असतील, तर black holes, jets, किंवा compact galactic nuclei सारख्या टोकाच्या objects बद्दल निष्कर्ष काढण्यापूर्वी त्या blur चे बारकाईने model तयार करावे लागेल.

black hole imaging वर परिणाम

source material मध्ये अधोरेखित केलेला एक व्यावहारिक परिणाम म्हणजे मिल्की वेच्या supermassive black hole चे भविष्यातील imaging. त्या दृश्यांना अधिक तीक्ष्ण करण्याचे प्रयत्न फक्त चांगल्या instruments वर अवलंबून नाहीत, तर आपल्या स्वतःच्या galaxy मुळे होणाऱ्या foreground distortion चे अधिक चांगले आकलन यावरही अवलंबून आहेत.

त्या अर्थाने, हा अभ्यास एकाच exotic quasar बद्दल कमी आणि calibration बद्दल अधिक आहे. local turbulence incoming radio waves ला कसे reshape करते हे शिकून, दूरच्या आणि compact phenomena ची स्वच्छ छायाचित्रे पुन्हा मिळवण्यासाठी आवश्यक correction tools खगोलशास्त्रज्ञ अधिक सूक्ष्म करू शकतात.

खगोलशास्त्र फक्त दूरच्या वस्तूंबद्दल नाही, हेही लक्षात आणते

खगोलशास्त्राला केवळ दूरच्या लक्ष्यांवर लक्ष केंद्रित करणारी शाखा समजणे सोपे आहे, पण हा परिणाम दाखवतो की निर्णायक घटक बहुतेक वेळा मधल्या जागेत असतो. प्रकाश आणि radio waves अपरिवर्तित अवस्थेत पोहोचत नाहीत. ते ज्या medium मधून जातात त्याचा ठसा स्वतःसोबत आणतात, ज्यात Milky Way मध्ये पसरलेले diffuse आणि turbulent material देखील समाविष्ट आहे.

त्यामुळे interstellar medium केवळ पार्श्वभूमीचा देखावा राहत नाही. तो measurement problem चा सक्रिय भाग आहे, आणि काही वेळा स्वतःमध्येच उपयुक्त माहितीचा स्रोतही आहे.

पुढे काय

Radio astronomy जसजशी आणखी finer resolution आणि अधिक महत्त्वाकांक्षी black hole imaging कडे वाटचाल करत आहे, तसतसे संशोधकांना विविध sight lines वर scattering मोजण्यासाठी अशा probes ची गरज भासेल. intrinsic structure आणि galactic distortion यांना ते जितके अचूकपणे वेगळे करू शकतील, तितक्याच आत्मविश्वासाने ते जे पाहतात त्याचे अर्थ लावू शकतील.

TXS 2005+403 चा निकाल दाखवतो की मिल्की वेची turbulence quasar प्रकाशावर मोजता येईल असा, थेट ठसा उमटवते. खगोलशास्त्रज्ञांसाठी, ही एक अडचणही आहे आणि संधीही.

हा लेख Universe Today च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.