एका प्रसिद्ध स्टारबर्स्ट आकाशगंगेतून थेट मोजमाप
खगोलशास्त्रज्ञांनी प्रथमच XRISM अंतराळयानावरील Resolve उपकरणाचा वापर करून, स्टारबर्स्ट आकाशगंगा M82 मधून बाहेर वाहणाऱ्या अतितप्त वायूचा वेग थेट मोजला आहे. या निष्कर्षामुळे संशोधकांना तीव्र तारानिर्मिती आणि सुपरनोव्हा क्रिया संपूर्ण आकाशगंगांचे रूपांतर करणारे शक्तिशाली वारे कसे निर्माण करू शकतात याविषयी दीर्घकाळ चालत आलेल्या कल्पनांची चाचणी घेण्याचा नवा मार्ग मिळाला आहे.
NASA नुसार, हा पदार्थ ताशी 2 दशलक्ष मैलांपेक्षा अधिक, म्हणजेच ताशी 3 दशलक्ष किलोमीटरहून अधिक वेगाने हालचाल करत आहे. संशोधकांचे म्हणणे आहे की हा वेग आकाशगंगेच्या केंद्रातून आधीच ज्ञात असलेल्या, दहा हजारो प्रकाशवर्षांपर्यंत पसरलेल्या थंड, मोठ्या प्रमाणावरील बाहेरप्रवाहामागील मुख्य ऊर्जा-स्रोत म्हणून काम करण्याइतका आहे. हे निष्कर्ष 25 मार्च रोजी Nature मध्ये प्रकाशित झाले.
M82, ज्याला अनेकदा Cigar galaxy असेही म्हटले जाते, Ursa Major मध्ये सुमारे 12 दशलक्ष प्रकाशवर्षे दूर आहे. ती एक स्टारबर्स्ट आकाशगंगा म्हणून वर्गीकृत आहे कारण ती आपल्या आकारमानाच्या Milky Way पेक्षा सुमारे 10 पट अधिक वेगाने तारे तयार करत आहे. या प्रचंड हालचालीमुळे आकाशगंगांमधील वायू कसा बदलतो आणि पदार्थ परगॅलॅक्टिक अवकाशात कसा ढकलला जातो हे समजून घेण्यासाठी ती सर्वात उत्तम प्रयोगशाळांपैकी एक ठरली आहे.
हा निष्कर्ष का महत्त्वाचा आहे
वर्षानुवर्षे खगोलशास्त्रज्ञ स्टारबर्स्ट आकाशगंगांचे एक पारंपरिक मॉडेल वापरत आले आहेत: तारानिर्मिती आणि सुपरनोव्हा धक्कालहरींमधून मिळणारी ऊर्जा आकाशगंगेच्या केंद्राजवळील वायू गरम करते, आणि तो गरम वायू असा बाहेरप्रवाह सुरू करतो जो अधिक मोठा आकाशगंगीय वारा निर्माण करण्यात मदत करतो. मात्र, आतापर्यंत M82 मध्ये त्या कल्पनेची खात्रीलायक चाचणी घेण्यासाठी आवश्यक असे थेट वेगमापन त्यांच्याकडे नव्हते.
XRISM ने ही परिस्थिती बदलली. NASA ने सांगितले की नवीन निरीक्षणांमध्ये गरम वायू काही मॉडेल्सनी भाकीत केले त्यापेक्षाही अधिक वेगाने हलताना दिसतो. त्यामुळे हा शोध केवळ एका जवळच्या आकाशगंगेसाठीच नव्हे तर अधिक व्यापक अर्थाने महत्त्वाचा ठरतो. आकाशगंगीय वारे आकाशगंगा कशा वाढतात, त्या किती काळ तारे तयार करत राहतात, जड मूलद्रव्यांचे वितरण कसे करतात, आणि त्यांच्या परिसराशी कशा प्रकारे परस्परसंवाद साधतात यावर परिणाम करतात. खगोलशास्त्रज्ञांनी या वाऱ्यांचा वेग आणि संघटन अधिक अचूकपणे मोजता आल्यास, आकाशगंगा उत्क्रांती नियंत्रित करणाऱ्या अभिप्रत्यय प्रक्रियांना ते अधिक चांगल्या प्रकारे समजू शकतील.
University of Maryland, College Park येथील Erin Boettcher आणि NASA’s Goddard Space Flight Center, ज्यांनी हा शोधलेख नेतृत्वात घेतला, त्यांनी सांगितले की आवश्यक वेगमापन मिळवण्याची पहिली संधी या मोहिमेमुळे मिळाली. NASA च्या सारांशानुसार, हा निष्कर्ष बाहेरप्रवाहाचा गरम घटक आकाशगंगेच्या बाहेरील टोकांपर्यंत पदार्थ ढकलण्यासाठी पुरेशी ऊर्जा बाळगतो, या कल्पनेला पाठिंबा देतो.
XRISM च्या Resolve उपकरणाची ताकद
हे मोजमाप XRISM च्या उच्च-रिझोल्यूशन क्ष-किरण वर्णपटमापनावर अवलंबून होते. JAXA च्या नेतृत्वाखाली, NASA च्या सहकार्याने आणि ESA च्या योगदानासह ही मोहीम विश्वातील उष्ण, ऊर्जावान घटनांचा अभ्यास करण्यासाठी तयार करण्यात आली आहे. या कामात वापरलेले Resolve उपकरण NASA आणि JAXA यांनी संयुक्तपणे विकसित केले आहे.
ही क्षमता महत्त्वाची आहे कारण M82 सारख्या प्रणालींमधील सर्वात गरम वायू क्ष-किरणांमध्ये उत्सर्जन करतो. त्या उत्सर्जनांमधील सूक्ष्म बदलांचा अभ्यास करून खगोलशास्त्रज्ञ वायू किती वेगाने हालतो आहे याची गणना करू शकतात. या प्रकरणात, Resolve मुळे संशोधकांना आकाशगंगीय वाऱ्याचा असा घटक मोजता आला जो यापूर्वी थेट प्रमाणित करणे कठीण होते.
या निष्कर्षामुळे M82 चे हिंसक केंद्रीय वातावरण त्याच्या अधिक मोठ्या दृश्यमान रचनेशी जोडले जाते. ही आकाशगंगा आधीच अशा थंड वाऱ्यासाठी ओळखली जाते जो वायू आणि धुळीचा बनलेला असून केंद्रापासून 40,000 प्रकाशवर्षांपर्यंत पोहोचतो. नवे XRISM डेटा सूचित करतात की केंद्रातून निघणारा अधिक गरम आणि वेगवान प्रवाह या मोठ्या घटनेमागील मुख्य प्रेरक शक्ती आहे.
अतिशय प्रचंड दाबाखाली असलेली आकाशगंगा
M82 चे केंद्र हे अत्यंत सक्रिय ठिकाण आहे. जलद तारानिर्मितीमुळे अधिक विशाल तारे जन्म घेत आहेत, आणि विशाल तारे वेगाने जगून स्फोटक पद्धतीने मरतात. अशा सुपरनोव्हा, तसेच तीव्र ताराजननाशी संबंधित अशांतता आणि किरणोत्सर्ग, आसपासच्या वातावरणात प्रचंड प्रमाणात ऊर्जा सोडतात. परिणामी तयार होणारा अतितप्त वायू असा एक कढईसारखा प्रदेश असतो जो पदार्थाला विलक्षण वेगाने बाहेर ढकलू शकतो.
ही प्रक्रिया खगोलभौतिकीतील अभिप्रत्ययाच्या सर्वात महत्त्वाच्या रूपांपैकी एक आहे. जर आकाशगंगा मर्यादारहित तारे तयार करत राहिल्या, तर त्या प्रत्यक्षात जसे करतात त्यापेक्षा त्यांचा वायू वेगळ्या पद्धतीने वापरला गेला असता. तारे, कृष्णविवर किंवा दोन्हींकडून चालित वारे उष्णता देऊन, वायू काढून टाकून आणि त्याचे पुनर्वितरण करून हा चक्र नियंत्रित करण्यात मदत करतात. M82 अशा एका यंत्रणेचे जवळून दर्शन घडवते.
हा नवा निष्कर्ष बहु-निरीक्षण केंद्रांच्या खगोलशास्त्राचे महत्त्वही दाखवतो. NASA ने XRISM च्या घोषणेसोबत Chandra, Hubble, Spitzer, आणि Webb यांतील प्रतिमांचा संदर्भ दिला, ज्या मिळून M82 चे विविध घटक दाखवतात, उष्ण क्ष-किरण उत्सर्जक प्रदेशांपासून ते थंड धूळ आणि ताराप्रकाशापर्यंत. XRISM या चित्रात विशेष मौल्यवान गोष्ट जोडते: सर्वात गरम वायूची थेट वेगमाहिती.
संशोधक पुढे काय शिकू शकतात
25 मार्चचा शोधलेख हा एक महत्त्वाचा टप्पा आहे, पण तो सुरुवातही आहे. एकदा खगोलशास्त्रज्ञांना एका नीट अभ्यासलेल्या स्टारबर्स्ट आकाशगंगेत गरम वाऱ्यांचा वेग मोजता आला, की ते ही निरीक्षणे आकाशगंगा उत्क्रांतीच्या मॉडेल्सशी आणि वेगवेगळ्या तारानिर्मिती दर व रचना असलेल्या इतर आकाशगंगांशी तुलना करू शकतात. यामुळे गरम वारे केव्हा बाहेर पडतात, केव्हा थांबतात, आणि ते आकाशगंगेच्या केंद्रांपासून वस्तुमान व ऊर्जा किती कार्यक्षमतेने दूर नेतात, हे स्पष्ट होऊ शकते.
यामुळे रासायनिक मूलद्रव्ये आकाशगंगांमधून कशी मिसळली जातात आणि आसपासच्या अवकाशात कशी फेकली जातात, हे समजणेही अधिक चांगले होऊ शकते. सुपरनोव्हामुळे निर्माण झालेले वारे केवळ पदार्थ काढून टाकत नाहीत. ते तारकीय उत्क्रांतीची उत्पादनेही वाहून नेतात, ज्यामुळे तारांमध्ये तयार झालेले जड मूलद्रव्य व्यापक विश्वपर्यावरणात पसरतात.
सध्या मुख्य निष्कर्ष सरळ आहे. खगोलशास्त्रज्ञांनी अखेर M82 च्या केंद्रातून बाहेर पडणाऱ्या अतितप्त वायूचा वेग मोजला आहे, आणि त्या आकड्यांवरून हा बाहेरप्रवाह त्या प्रसिद्ध वाऱ्याला चालना देण्यास पूर्णपणे सक्षम असल्याचे दिसते, जो स्वतः आकाशगंगेच्या पलीकडे दूरवर पसरतो. त्यामुळे दीर्घकाळचे एक चित्र आता मोजमाप केलेल्या निष्कर्षात रूपांतरित झाले आहे, आणि XRISM उष्ण, गतिमान विश्वाकडे पाहण्याची नवी खिडकी उघडू शकते हेही स्पष्ट होते.
हा लेख science.nasa.gov वरील वृत्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.
