NASA चे Roman टेलिस्कोप डझनभर अदृश्य न्यूट्रॉन तारे उघड करू शकते

एक अदृश्य लोकसंख्या अखेर दिसू शकते

न्यूट्रॉन तारे हे विश्वातील सर्वात विचित्र वस्तूंमध्ये मोडतात: कोसळलेले तारकीय केंद्र, जे सूर्यापेक्षा अधिक वस्तुमान शहराएवढ्या आकाराच्या गोळ्यात सामावू शकतात. खगोलशास्त्रज्ञांना खात्री आहे की ते मिल्की वेमध्ये सर्वत्र विखुरलेले असावेत. समस्या अशी की त्यांपैकी बहुतेक शोधणे अत्यंत कठीण आहे. जोपर्यंत ते रेडिओ तरंगलांबींमध्ये स्पंदित होत नाहीत किंवा एक्स-रेमध्ये चमकत नाहीत, तोपर्यंत ते प्रत्यक्षात लपून राहू शकतात.

NASA ने उद्धृत केलेल्या एका नव्या अभ्यासानुसार Nancy Grace Roman Space Telescope निरीक्षण सुरू केल्यावर हे बदलू शकते. संशोधकांनी मिल्की वेचे सिम्युलेशन आणि Roman च्या भविष्यातील क्षमतांचा वापर करून दाखवले की हे टेलिस्कोप astrometric microlensing च्या मदतीने डझनभर एकाकी न्यूट्रॉन तारे ओळखू आणि त्यांचे स्वरूप निश्चित करू शकते. हा एक सूक्ष्म गुरुत्वीय परिणाम आहे जो पार्श्वभूमीतील ताऱ्यांची दिसणारी चमक आणि स्थिती थोडक्यात बदलतो.

एकाकी न्यूट्रॉन तारे इतके दुर्मिळ का असतात

अनेक न्यूट्रॉन तारे स्वतःच आपली उपस्थिती जाहीर करतात म्हणून सापडतात. Pulsars विस्तृत रेडिओ किरणे उत्सर्जित करतात. इतर एक्स-रे तरंगलांबींमध्ये दिसू शकतात. पण प्रत्येक न्यूट्रॉन तारा इतका सहकार्यशील नसतो. काही एकटेच, मंद आणि पारंपरिक निरीक्षण पद्धतींनी शोधायला कठीण असतात. त्यामुळे खगोलशास्त्रात एक मोठा blind spot तयार होतो, कारण ही वस्तुस्थिती मोठी तारे कशी मरतात, जड मूलद्रव्ये कशी पसरतात, आणि प्रचंड दाब व घनतेखाली पदार्थ कसा वागतो हे उलगडू शकते.

Heidelberg University च्या Zofia Kaczmarek, ज्यांनी Astronomy and Astrophysics मध्ये प्रकाशित अभ्यासाचे नेतृत्व केले, त्यांनी दिलेल्या स्रोत मजकुरात आव्हान थेट मांडले: बहुतेक न्यूट्रॉन तारे तुलनेने मंद आणि एकटे असतात, म्हणून कोणत्यातरी मदतीशिवाय त्यांना शोधणे अतिशय कठीण आहे.

Roman ची ताकद त्याच्या अचूकतेत आहे

Roman गुरुत्वाकर्षणालाच निर्देशक म्हणून वापरून मदत करेल अशी अपेक्षा आहे. जेव्हा न्यूट्रॉन ताऱ्यासारखी मोठी अग्रभागी वस्तू अधिक दूरच्या ताऱ्याच्या समोरून जाते, तेव्हा तिचे गुरुत्व पार्श्वभूमीतील ताऱ्याचा प्रकाश वाकवते. त्यालाच microlensing म्हणतात. टेलिस्कोप कधी कधी या संरेखनामुळे निर्माण होणारी तात्पुरती तेजस्विता ओळखू शकतात, पण Roman विशेषतः महत्त्वाची गोष्ट जोडेल: पार्श्वभूमीतील ताऱ्याची दिसणारी स्थिती आकाशात कशी सरकते याची अत्यंत अचूक astrometric मोजणी.

Photometry आणि astrometry यांचे हे संयोजनच या मोहिमेला आशादायक बनवते. फक्त तेजस्विता वाढणे हे एखादी जड वस्तू ताऱ्याच्या समोरून गेल्याचे सूचित करू शकते. स्थितीतील बदलामुळे lensing वस्तूविषयी, तिच्या वस्तुमानासह, अधिक माहिती मिळू शकते.

ते महत्त्वाचे आहे, कारण एकाकी न्यूट्रॉन तारे शोधणेच नाही तर त्यांचे वजन ठरवणेही कठीण असते. त्यांना शोधू शकणारे आणि त्यांचे वस्तुमान मर्यादित करू शकणारे टेलिस्कोप फक्त त्यांची मोजणी करण्यापेक्षा खूपच मोठा वैज्ञानिक लाभ देईल.

Microlensing काय उघड करू शकते

स्रोत मजकुरात स्पष्ट केले आहे की अग्रभागी असलेल्या न्यूट्रॉन ताऱ्याच्या गुरुत्वामुळे दूरच्या पार्श्वभूमीतील ताऱ्याचा प्रकाश वाकला, तर विकृत प्रतिमा थेट वेगळ्या करता येत नाहीत; परंतु त्यांचा एकत्रित प्रकाश अधिक तेजस्वी आणि किंचित सरकलेला दिसतो. वेळेनुसार संरेखन बदलत असताना खगोलशास्त्रज्ञ त्या बदलांचा मागोवा घेऊ शकतात आणि अन्यथा न दिसणाऱ्या वस्तूची उपस्थिती गृहीत धरू शकतात.

यामुळे Roman प्रकाशाऐवजी गुरुत्वाद्वारे स्वतःची ओळख करून देणाऱ्या सघन, अंधाऱ्या किंवा मंद वस्तूंच्या अभ्यासासाठी अतिशय योग्य ठरतो. प्रत्यक्षात, हे टेलिस्कोप तारकीय संरेखनांचा वापर करून आकाशगंगेत लपलेल्या अवशेषांची जनगणना करण्याचे साधन बनू शकते.

हे वैज्ञानिकदृष्ट्या शक्तिशाली आहे, कारण न्यूट्रॉन तारे खगोलभौतिकीतील एका महत्त्वाच्या सीमारेषेवर आहेत. त्यांची वैशिष्ट्ये तारकीय उत्क्रांती, supernova अवशेष, अणुभौतिकी आणि सामान्य सापेक्षता यांना जोडतात. यांपैकी अधिक, विशेषतः एकाकी उदाहरणे, सापडल्याने या सर्व क्षेत्रांतील मॉडेल्स अधिक अचूक होतील.

डझनभर का महत्त्वाचे आहे

Roman डझनभर एकाकी न्यूट्रॉन ताऱ्यांची ओळख पटवू आणि त्यांचे स्वरूप निश्चित करू शकते, असा अभ्यासाचा अंदाज साधा वाटू शकतो; पण विशेष प्रकरणांबाहेर जवळजवळ अदृश्य राहिलेल्या या वर्गासाठी तो मोठी प्रगती ठरेल. खगोलशास्त्रात, शोधायला अत्यंत कठीण असलेल्या वस्तूंवरची तुलनेने कमी संख्येतील उच्च-गुणवत्तेची मोजमापे, इतरत्रील हजारो कमी-गुणवत्तेच्या निरीक्षणांपेक्षा सिद्धांत अधिक बदलू शकतात.

डझनभराचा नमुना काही महत्त्वाचे प्रश्न उत्तरायला सुरुवात करू शकतो: एकाकी न्यूट्रॉन तारे मिल्की वेमध्ये कसे पसरले आहेत, त्यांची वस्तुमाने कशी बदलतात, आणि तारकीय मृत्यू व अवशेष निर्मितीची सध्याची मॉडेल्स लोकसंख्या-स्तरावरील काही महत्त्वाची वैशिष्ट्ये गमावत आहेत का.

सर्व्हे विज्ञानासाठी बनवलेली मोहीम

Roman ची रचना नेहमीच मोठ्या प्रमाणातील, उच्च-अचूकतेच्या सर्व्हे कामाशी संबंधित राहिली आहे. न्यूट्रॉन तारा-संबंधित निकाल त्या दृष्टिकोनाचे मूल्य दाखवतो. विस्तृत आणि संवेदनशील निरीक्षणासाठी बनवलेले टेलिस्कोप आपल्या प्रमुख उद्दिष्टांपलीकडेही शोध निर्माण करू शकते, कारण ते मोठ्या तारकीय क्षेत्रांमध्ये सूक्ष्म बदल वारंवार पकडते.

बहुतेक मोठ्या वेधशाळा अशीच टिकाऊ वैज्ञानिक प्रभाव निर्माण करतात. त्या एका प्रकारच्या वस्तूपुरत्या किंवा एका प्रमुख प्रश्नापुरत्या मर्यादित नसतात. नव्या प्रकारे पाहण्याच्या पद्धती सक्षम करण्यात त्यांची खरी ताकद असते. Roman च्या बाबतीत, अशा पद्धतींपैकी एक म्हणजे स्वतःकडून फारच कमी किंवा अजिबात स्पष्ट संकेत न देणारे कोसळलेले तारे शोधण्याची क्षमता.

अदृश्याला पाहण्याचे व्यापक महत्त्व

या अभ्यासाचे आकर्षण न्यूट्रॉन तार्यांपुरते मर्यादित नाही. खगोलशास्त्र increasingly अप्रत्यक्ष पुराव्यांतून माहिती काढून पुढे जात आहे, याची आठवण तो करून देतो. विश्वातील काही सर्वात महत्त्वाच्या गोष्टी इतक्या तेजस्वी नसतात की जुन्या पद्धतीने शोधता येतील. त्याऐवजी संशोधक त्या वस्तू spacetime, गती, किंवा पार्श्वभूमी प्रकाशात सोडलेल्या खुणांचा शोध घेतात.

जर Roman अपेक्षेप्रमाणे कार्य केले, तर एकाकी न्यूट्रॉन तारे त्या तत्त्वाचे सर्वात स्पष्ट उदाहरण बनू शकतात. मिल्की वेमध्ये कधीकाळी प्रत्यक्षात हरवलेल्या वस्तू मोजता येण्याजोग्या लक्ष्यांमध्ये बदलू शकतात, कारण त्या अचानक चमकतात म्हणून नाही, तर त्यांच्या गुरुत्वीय ठशांना ओळखू शकेल इतके अचूक टेलिस्कोप अखेर येत आहे म्हणून.

खगोलशास्त्रज्ञांसाठी ते केवळ तांत्रिक मैलाचा दगड नसेल. त्यामुळे आकाशगंगेतील काही सर्वात टोकाच्या अवशेषांकडे पाहण्याची नवी निरीक्षण खिडकी उघडेल, अदृश्य तारकीय मृतदेहांना मूलभूत भौतिकशास्त्रासाठी डेटा-समृद्ध प्रयोगशाळांमध्ये रूपांतरित करेल.

हा लेख NASA च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.