ஆல்டேர் அருகே பால்வெளியில் ஒரு புரோட்டான் PeVatron ஐ வானியலாளர்கள் அடையாளம் கண்டுள்ளனர்

ஆல்டேர் அருகே பால்வெளியில் ஒரு புரோட்டான் PeVatron ஐ வானியலாளர்கள் அடையாளம் கண்டுள்ளனர்

பால்வெளியின் மிக சக்திவாய்ந்த இயற்கை துகள் துரிதக்கிகளில் ஒன்றை தாங்கள் துல்லியமாக அடையாளம் கண்டுவிட்டதாக வானியலாளர்கள் கூறுகின்றனர்; இது கேலக்ஸியின் மிக உயர்சக்தி cosmic ray புரோட்டான்களுக்கான நீண்டகால தேடப்பட்ட மூலத்திற்கான அபூர்வமாக வலுவான ஆதாரத்தை வழங்குகிறது.

LHAASO J1912+1014u எனப்படும் அந்த பொருள் ஆல்டேர் திசையில் அமைந்துள்ளது; முன்னர் நடந்த பார்வைகளில் அப்பகுதியில் இருந்து மிக உயர்சக்தி காமா கதிர்கள் கண்டறியப்பட்ட பிறகு அது ஏற்கனவே கவனம் பெற்றிருந்தது. புதிய முன்னேற்றம் வெறும் மூலத்தின் பிரகாசம் அல்லது தீவிரம் பற்றியது மட்டுமல்ல. ஆராய்ச்சியாளர்கள் இப்போது அதை குறிப்பாக ஒரு புரோட்டான் PeVatron ஆக அடையாளம் காண முடியும் என்கிறார்கள்; அதாவது புரோட்டான்களை peta-electron-volt சக்திகளுக்குத் தள்ளக்கூடிய ஒரு astrophysical accelerator.

இதன் முக்கியத்துவம் என்னவென்றால், cosmic rays பல தசாப்தங்களாக astrophysics-க்கு ஒரு கடினமான கேள்வியாகவே இருந்து வருகின்றன. அவை பெரும்பாலும் புரோட்டான்களே, மேலும் சில மனிதர்கள் கட்டிய accelerators உருவாக்கக்கூடிய சக்தியை விட வெகுதூரமாக அதிக சக்தியை அடைகின்றன. குறைந்தபட்சம் சில cosmic rays எங்கிருந்து வருகின்றன என்பது குறித்து விஞ்ஞானிகளுக்கு வலுவான கோட்பாடுகள் இருந்தாலும், ஒரு குறிப்பிட்ட galactic object அந்த சக்திகளில் electrons அல்ல, புரோட்டான்களைத் துரிதப்படுத்துகிறது என்பதை நிரூபிப்பது மிகவும் கடினமாக இருந்தது.

PeVatrons-ஐ உறுதிப்படுத்துவது ஏன் இவ்வளவு கடினம்

PeVatron என்பது அடிப்படையில் துகள்களை சுமார் ஒரு peta electron volt வரை துரிதப்படுத்தக்கூடிய ஒரு cosmic machine. அளவு மிகப் பெரிது. மூலப் பொருளில் விவரிக்கப்பட்டபடி, அது Large Hadron Collider அடையும் சக்தியை விட சுமார் ஆயிரம் மடங்கு அதிகம். இப்படிப்பட்ட accelerators பால்வெளியில் இருந்தால், கேலக்ஸியின் உயர்சக்தி cosmic rays-இல் குறைந்தபட்சம் ஒரு பகுதி எவ்வாறு உருவாகிறது என்பதை அது விளக்கும்.

பிரச்சனை என்னவென்றால், வானியலாளர்கள் வழக்கமாக இந்த சூழல்களை மறைமுகமாகவே கண்டறிகின்றனர். மிக உயர்சக்தி துகள் சுற்றியுள்ள gas அல்லது radiation fields-இல் மோதும் போது, அவை காமா கதிர்களை உருவாக்கலாம். அந்த காமா கதிர்களை காண முடியும், ஆனால் அவற்றை எந்த வகை துகள் உருவாக்கியது என்பதை அவை எப்போதும் வெளிப்படுத்தாது. மிக சக்திவாய்ந்த electrons கூட புரோட்டான்கள் உருவாக்குவதைப் போன்ற காமா-கதிர் கையொப்பங்களை உருவாக்க முடியும்; இதனால் குழப்பம் நீடிக்கிறது.

LHAASO J1912+1014u முதலில் 2024-இல் திபெத் மற்றும் சீனாவின் observatories மூலம் சுட்டிக்காட்டப்பட்டது, ஏனெனில் அது மிக அசாதாரணமாக உயர்சக்தியுடைய காமா கதிர்களை வெளியிட்டது. அதனால் அது ஒரு முக்கியமான PeVatron candidate ஆனது. ஆனால் candidate என்பது confirmation அல்ல. சிறந்த ஆதாரமின்றி, அந்த மூலத்தை இன்னும் விரைவான electrons அல்லது நட்சத்திர வெடிப்பு போன்ற வன்முறை நிகழ்வின் அதிக வழக்கமான remnant-களால் விளக்க முடிந்திருக்கலாம்.

பல observatories-ஐ இணைக்கும் வழக்கு

புதிய study, ஒரே கருவியை மட்டுமே நம்பாமல், மின்காந்த வரிசையின் பல பகுதிகளிலிருந்து கிடைத்த ஆதாரங்களை ஒன்றாக இணைத்து இந்த குழப்பத்தை தீர்த்தது. மூல உரையின் படி, Hiroshima University-யைச் சேர்ந்த Tsunefumi Mizuno தலைமையிலான குழு NASA-வின் Fermi Space Telescope, radio data, மற்றும் X-ray measurements ஆகியவற்றை ஒன்றிணைத்தது.

இந்த multiwavelength அணுகுமுறைதான் முடிவை வலுவான கூற்றாக மாற்றுகிறது. ஒவ்வொரு band-உம் மூலத்தைச் சுற்றியுள்ள சூழலின் வேறுபட்ட பகுதியைக் காட்டுகிறது. Gamma rays, மிகுந்த சக்தி எங்கு வெளிப்படுகிறது என்பதை காட்டுகின்றன. Radio மற்றும் X-ray observations, signal-ஐ புரியச் செய்யக்கூடிய வகையில் electrons-இன் population ஒன்று இருக்கிறதா என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் மதிப்பிட உதவுகின்றன. electron-அடிப்படையிலான விளக்கம் பலவீனமடைந்து, proton-collision விளக்கம் தொடர்ந்து பொருந்தினால், அந்த மூலமே உண்மையில் புரோட்டான்களை PeV சக்திகளுக்கு துரிதப்படுத்துகிறது என்ற நம்பிக்கை அதிகரிக்கிறது.

நடைமுறையில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் இரண்டு போட்டியிடும் கதைகளுக்கு இடையே வேறுபாடு காண இணைந்த தரவுகளைப் பயன்படுத்தியதாகத் தெரிகிறது. ஒன்று leptonic scenario; இதில் பார்க்கப்பட்ட காமா கதிர்கள் உருவாகுவதில் electrons ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன. மற்றொன்று hadronic scenario; இதில் புரோட்டான்கள் துரிதப்படுத்தப்பட்டு, பின்னர் சுற்றியுள்ள பொருளுடன் தொடர்பு கொண்டு காமா கதிர்களை உண்டாக்குகின்றன. அறிக்கை, ஆதாரங்கள் புரோட்டான் விளக்கத்தையே இவ்வளவு வலுவாக ஆதரித்தன என்று தெரிவிக்கிறது; அதனால் அந்த மூலத்தை உறுதிப்படுத்தப்பட்ட புரோட்டான் PeVatron என அழைக்க முடிந்தது.

இந்த முடிவு ஒரு பொருளைத் தாண்டி ஏன் முக்கியம்

இந்த label-ன் முக்கியத்துவம் அந்த மூலத்தைக் கடந்து செல்கிறது. பால்வெளியில் கேலக்ஸியின் cosmic ray spectrum-இன் உச்சப் பகுதியில் உள்ளதை விளக்கக்கூடிய இயற்கை புரோட்டான் துரிதக்கிகள் இருப்பதாக astrophysicists நீண்ட காலமாக சந்தேகித்து வருகின்றனர். அவற்றில் ஒன்றைத் தெளிவாகக் கண்டுபிடிப்பது, அந்த கோட்பாட்டை புள்ளிவிவர ஊகத்திலிருந்து ஒரு உண்மையான இடத்துடன் இணைக்கிறது.

அதேபோல், கேலக்ஸியின் வன்முறை சூழல்கள் நம்மைச் சுற்றியுள்ள radiation field-ஐ எவ்வாறு வடிவமைக்கின்றன என்பதையும் இது தெளிவுபடுத்துகிறது. Cosmic rays என்பது வெறும் கோட்பாட்டு ஆர்வம் அல்ல. அவை பால்வெளியின் ஆற்றல்மிக்க ecology-இன் ஒரு பகுதி; interstellar chemistry, magnetic processes, மற்றும் நட்சத்திரங்களும் கோள்களும் கடந்து செல்லும் துகள் சூழலையும் அவை பாதிக்கின்றன.

source article-ன் குறிப்புப்படி, supernova remnants நீண்ட காலமாக துகள் துரிதத்தின் சாத்தியமான இடங்களாகக் கருதப்பட்டுள்ளன; Tycho's supernova போன்ற remnants-இன் முன் இருந்த X-ray observations, shock waves துகள்களை உயர்சக்திகளுக்கு துரிதப்படுத்த முடியும் என்பதற்கான ஆதாரத்தை வழங்கின. ஆனால் ஒரு வகை object துகள்களைத் துரிதப்படுத்த முடியும் என்பதை காட்டுவதும், ஒரு குறிப்பிட்ட மூலமே கேலக்ஸியின் மிகக் கடுமையான புரோட்டான்களை உருவாக்குகிறது என்பதை நிரூபிப்பதும் வேறு. LHAASO J1912+1014u அந்த இடைவெளியை குறைக்கும் போல் தெரிகிறது.

இதனால் இந்த முடிவு ஒரு discovery ஆகவும், ஒரு methodological demonstration ஆகவும் மதிப்புடையதாகிறது. gamma-ray, radio, மற்றும் X-ray observations-ஐ இணைத்தால், இல்லையெனில் குழப்பமாக இருக்கும் மூலங்களைத் தெளிவாகப் பிரிக்க முடியும் என்பதை இது சுட்டுகிறது. பல candidate PeVatrons முன்வைக்கப்பட்டுள்ள துறையில், இது எதிர்கால பணிக்கான பயனுள்ள வழிகாட்டி.

உயர்சக்தி பால்வெளிக்கான தெளிவான வரைபடம்

பால்வெளி remnants, pulsars, shock fronts, மற்றும் ஆற்றல்மிக்க clouds-களால் நிரம்பியுள்ளது, ஆனால் அதில் ஒரு சிறிய பகுதியே PeV அளவுகளைக் கடக்கக்கூடியதாக இருக்க வாய்ப்பு உள்ளது. ஒரே ஒரு மூலத்தை உறுதிப்படுத்துவதும் கூட, வானியலாளர்கள் அடுத்ததாக எதைத் தேட வேண்டும் என்பதற்கான சிறந்த template-ஐ தருகிறது. இது புரோட்டான் துரிதம் மேலோங்கும் பிற பகுதிகளை அவர்கள் அடையாளம் காண உதவும்; அந்த பகுதிகளில் இருந்து துகள்கள் எப்படி வெளியேறி கேலக்ஸி முழுவதும் பரவுகின்றன என்பதையும் இது மேம்படுத்தும்.

இதற்கு ஒரு கருத்தியல் பயனும் உள்ளது. மனித துகள் இயற்பியல் பெரும்பாலும் பெரியதும் மேலும் துல்லியமானதும் ஆன machines-களை கட்டுவதன் மூலம் முன்னேறுகிறது. Astrophysics-க்கு அதற்கு எதிரான வாய்ப்பு உள்ளது: இயற்கை ஏற்கனவே நம்மைவிட மிக அதிக சக்திவாய்ந்த machines-களை உருவாக்கியுள்ளது, அவை தொலைவில் இருந்து எப்படி இயங்குகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்வதே சவால். உறுதிப்படுத்தப்பட்ட புரோட்டான் PeVatron இந்த இயக்கத்தின் மிகத் தெளிவான உதாரணங்களில் ஒன்றாகும். இது நாம் செல்ல முடியாத ஒரு laboratory, ஆனால் வானில் காணக்கூடிய கையொப்பங்களை விடுகிறது.

தற்போது, LHAASO J1912+1014u ஒரு சாத்தியமான கதையை பதிவுசெய்யப்பட்ட கதையாக மாற்றுவதால் தனித்துவமாக நிற்கிறது. ஆல்டேர் அருகிலுள்ள இந்த பொருள் இனி ஒரு பிரகாசமான காமா-கதிர் மர்மம் அல்லது cosmic accelerator தேடலில் ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய lead மட்டும் அல்ல. அறிக்கையில் சுருக்கப்பட்ட ஆதாரங்களை அடிப்படையாகக் கொண்டால், இது இப்போது Milky Way மூலங்களின் மிக வலுவான அடையாளம் காணப்பட்ட உதாரணங்களில் ஒன்றாகும்; இது இதுவரை நம்பத்தகுந்த வகையில் ஒரு குறிப்பிட்ட galactic accelerator-இல் இணைக்கப்பட்ட, புரோட்டான்களை மிக உயர்ந்த சக்திகளுக்குத் தூக்கக்கூடிய திறன் கொண்டது.

அதனால் cosmic-ray மர்மம் முழுவதும் முடிவுக்கு வரவில்லை. இருப்பினும், பல ஆண்டுகளாக நீடிக்கும் ஒரு கேள்விக்கு பதிலளிக்க இது ஒரு பெரிய முன்னேற்றம்: பால்வெளி தனது மிகவும் தீவிரமான துகள்களில் சிலவற்றை துல்லியமாக எங்கு உருவாக்குகிறது? இப்போது வானியலாளர்களுக்கு ஒரு உறுதியான பதில் இருப்பதாகத் தெரிகிறது.

இந்த கட்டுரை Universe Today-யின் செய்திப்பரப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.