ఒక కనబడని జనాభా చివరికి కనిపించొచ్చు
న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు విశ్వంలో అత్యంత విచిత్రమైన వస్తువులలో కొన్ని: కూలిపోయిన నక్షత్ర కేంద్రములు, ఇవి సూర్యుడికన్నా ఎక్కువ ద్రవ్యరాశిని సుమారు ఒక నగర పరిమాణం గల గోళంలో నింపగలవు. ఇవి మిల్కీ వే అంతటా చెల్లాచెదురుగా ఉండాలని ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు నమ్ముతున్నారు. సమస్య ఏమిటంటే, వాటిలో చాలా దొరకడం అత్యంత కష్టం. అవి రేడియో తరంగాల్లో పల్సేట్ చేయకపోతే లేదా X-కిరణాల్లో ప్రకాశించకపోతే, అవి వాస్తవంగా దాగి ఉండగలవు.
NASA సూచించిన ఒక కొత్త అధ్యయనం ప్రకారం, Nancy Grace Roman Space Telescope పరిశీలనలు ప్రారంభించినప్పుడు ఇది మారవచ్చు. పరిశోధకులు మిల్కీ వే సిమ్యులేషన్లు మరియు Roman యొక్క భవిష్యత్తు సామర్థ్యాలను ఉపయోగించి, ఈ టెలిస్కోప్ astrometric microlensing ద్వారా డజన్ల కొద్దీ ఒంటరి న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలను గుర్తించి వాటి లక్షణాలను నిర్ధారించగలదని చూపించారు. ఇది పృష్ఠభూమి నక్షత్రాల కనిపించే ప్రకాశం మరియు స్థానాన్ని తాత్కాలికంగా మార్చే సూక్ష్మ గురుత్వాకర్షణ ప్రభావం.
ఒంటరి న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు ఎందుకు అంత అరుదు
చాలా న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు తాము ఉన్నామని ప్రకటించుకునే కారణంగానే గుర్తించబడతాయి. Pulsars విస్తృత రేడియో కిరణాలను విడుదల చేస్తాయి. మరికొన్నిటిని X-కిరణ తరంగదైర్ఘ్యాల్లో చూడవచ్చు. కానీ ప్రతి న్యూట్రాన్ నక్షత్రమూ అంత సహకరించదు. కొన్ని ఒంటరిగా, మసకబారినవిగా, సంప్రదాయ పరిశీలనా పద్ధతులతో గుర్తించడం కష్టంగా ఉంటాయి. ఇది ఖగోళ శాస్త్రంలో ఒక పెద్ద blind spot ను సృష్టిస్తుంది, ఎందుకంటే ఈ వస్తువులు భారీ నక్షత్రాలు ఎలా మరణిస్తాయి, భారమైన మూలకాలు ఎలా పంచబడతాయి, మరియు తీవ్రమైన పీడనం, సాంద్రతల కింద పదార్థం ఎలా ప్రవర్తిస్తుంది అనే విషయాలను తెలియజేయగలవు.
Heidelberg Universityకి చెందిన Zofia Kaczmarek, Astronomy and Astrophysics లో ప్రచురితమైన ఈ అధ్యయనానికి నాయకత్వం వహించిన వారు, ఇచ్చిన మూల పాఠ్యంలో సమస్యను నేరుగా సంక్షిప్తంగా చెప్పారు: ఎక్కువ న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు తక్కువ ప్రకాశంతో, ఒంటరిగా ఉంటాయి, అందువల్ల ఏదో ఒక రకమైన సహాయం లేకుండా వాటిని గుర్తించడం చాలా కష్టం.
Roman యొక్క ఆధిక్యం దాని ఖచ్చితత్వం
Roman గురుత్వాకర్షణనే సూచికగా ఉపయోగించి సహాయపడుతుందని ఆశిస్తున్నారు. న్యూట్రాన్ నక్షత్రం వంటి భారీ ముందుభాగ వస్తువు మరింత దూరంలోని నక్షత్రం ముందు దాటినప్పుడు, దాని గురుత్వం పృష్ఠభాగ నక్షత్రం కాంతిని వంగిస్తుంది. అదే microlensing. ఆ సరిపోలిక వల్ల ఏర్పడే తాత్కాలిక ప్రకాశవంతతను టెలిస్కోపులు కొన్నిసార్లు గుర్తించగలవు, కానీ Roman ప్రత్యేకంగా విలువైనదాన్ని జోడించనుంది: పృష్ఠభాగ నక్షత్రం కనిపించే స్థానం ఆకాశంలో ఎలా మారుతుందో అత్యంత ఖచ్చితంగా కొలిచే astrometric సమాచారం.
Photometry మరియు astrometry కలయికే ఈ మిషన్ను ఆశాజనకంగా మారుస్తుంది. కేవలం ప్రకాశం పెరగడం ఒక భారీ వస్తువు నక్షత్రం ముందు నుంచి వెళ్ళిందని సూచించగలదు. స్థాన మార్పు lensing వస్తువు గురించి, దాని ద్రవ్యరాశి వంటి మరింత విషయాలను వెల్లడించగలదు.
అది ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే ఒంటరి న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలను కనుగొనడం మాత్రమే కాదు, వాటి ద్రవ్యరాశిని కొలవడం కూడా కష్టం. వాటిని గుర్తించి, ద్రవ్యరాశిని పరిమితం చేయగల టెలిస్కోప్, కేవలం సంఖ్య చెప్పడానికన్నా ఎంతో ఎక్కువ శాస్త్రీయ ప్రయోజనం ఇస్తుంది.
Microlensing ఏమి వెల్లడించగలదు
ముందుభాగ న్యూట్రాన్ నక్షత్రం గురుత్వం దూరంలోని పృష్ఠభాగ నక్షత్ర కాంతిని వంగించినప్పుడు, ఆ వికృత చిత్రాలను నేరుగా విడదీయలేము, కానీ వాటి కలిపిన కాంతి మరింత ప్రకాశవంతంగా మరియు కొద్దిగా స్థానచలనం చెందినట్లుగా కనిపిస్తుంది అని మూల పాఠ్యం వివరిస్తోంది. సమయంతో సరిపోలిక మారుతూ ఉండగా, ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు ఆ మార్పులను అనుసరించి, ఇతరथा కనబడని వస్తువు ఉన్నదని నిర్ధారించగలరు.
దీని వల్ల Roman కాంతి కంటే గురుత్వం ద్వారా తాము తామే తెలియజేసుకునే సాంద్ర, చీకటి లేదా మసక వస్తువుల అధ్యయనానికి ఎంతో అనుకూలంగా ఉంటుంది. వాస్తవంలో, ఈ టెలిస్కోప్ నక్షత్ర సరిపోలికలను ఉపయోగించి గాలక్సీలోని దాగిన అవశేషాల గణనను చేసే సాధనంగా మారవచ్చు.
ఇది శాస్త్రీయంగా చాలా శక్తివంతమైనది, ఎందుకంటే న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రంలో ఒక ముఖ్యమైన సరిహద్దులో ఉంటాయి. వాటి లక్షణాలు నక్షత్ర పరిణామం, supernova అవశేషాలు, అణు భౌతిక శాస్త్రం, మరియు సాధారణ సాపేక్షతను కలుపుతాయి. వీటిలో మరిన్ని, ముఖ్యంగా ఒంటరి ఉదాహరణలు, కనుగొనడం ఈ అన్ని రంగాల్లోని నమూనాలను మెరుగుపరచగలదు.
డజన్ల సంఖ్య ఎందుకు ముఖ్యం
Roman డజన్ల కొద్దీ ఒంటరి న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలను గుర్తించి వాటిని లక్షణీకరించగలదని అధ్యయనం అంచనా చిన్నదిగా అనిపించవచ్చు, కానీ ప్రత్యేక సందర్భాల వెలుపల దాదాపు కనిపించని ఈ తరగతికి ఇది గణనీయమైన పురోగతిని సూచిస్తుంది. ఖగోళ శాస్త్రంలో, కనుగొనడం చాలా కష్టమైన వస్తువులపై తక్కువ సంఖ్యలో ఉన్నత-నాణ్యత కొలతలు, ఇతర చోట్ల ఉన్న వేలాది తక్కువ-నాణ్యత పరిశీలనల కంటే సిద్ధాంతాన్ని ఎక్కువగా మార్చగలవు.
డజన్ల కొద్దీ ఉన్న నమూనా కొన్ని కీలక ప్రశ్నలకు సమాధానాలు ఇవ్వడం ప్రారంభించగలదు: మిల్కీ వేలో ఒంటరి న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు ఎలా పంచుకున్నాయి, వాటి ద్రవ్యరాశులు ఎలా మారుతాయి, మరియు నక్షత్ర మరణం మరియు అవశేష నిర్మాణంపై ప్రస్తుత నమూనాలు ముఖ్యమైన జనాభా-స్థాయి లక్షణాలను మిస్ చేస్తున్నాయా లేదా.
సర్వే శాస్త్రానికి రూపొందించిన మిషన్
Roman యొక్క రూపకల్పన ఎప్పటినుంచో పెద్ద-స్థాయి, అధిక-ఖచ్చితత్వ సర్వే పనితో అనుసంధానమై ఉంది. న్యూట్రాన్ నక్షత్ర ఫలితం ఆ దృష్టికోణ విలువను హైలైట్ చేస్తుంది. విస్తృత మరియు సున్నితమైన పరిశీలన కోసం నిర్మించిన టెలిస్కోప్, పెద్ద నక్షత్ర క్షేత్రాలలో సూక్ష్మ మార్పులను పదేపదే పట్టుకోవడం వల్ల, తన ప్రధాన లక్ష్యాలకు మించిన కనుగొనుళ్లను సృష్టించగలదు.
పెద్ద పరిశీలన కేంద్రాలు నిలకడైన శాస్త్రీయ ప్రభావాన్ని సృష్టించే విధానం చాలా సార్లు ఇదే. అవి ఒకే రకమైన వస్తువు లేదా ఒకే ప్రధాన ప్రశ్నకు మాత్రమే పరిమితం కావు. కొత్తగా చూడగల పద్ధతులను అందించడమే వాటి నిజమైన శక్తి. Roman సందర్భంలో, అలాంటి ఒక పద్ధతి, తమ స్వంత స్పష్టమైన సంకేతాన్ని చాలా తక్కువగా లేదా అసలు విడుదల చేయని కూలిపోయిన నక్షత్రాలను కనుగొనే సామర్థ్యం కావచ్చు.
కనబడని దానిని చూడటంలోని పెద్ద ప్రాధాన్యం
ఈ అధ్యయనం న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలకే పరిమితం కాదు. ఖగోళ శాస్త్రం increasingly పరోక్ష ఆధారాల నుంచి సమాచారాన్ని వెలికి తీయడం ద్వారా ముందుకు సాగుతోందని ఇది గుర్తుచేస్తుంది. విశ్వంలోని కొన్ని అత్యంత ముఖ్యమైన విషయాలు పాత పద్ధతిలో కనుగొనడానికి తగినంత ప్రకాశించవు. బదులుగా, పరిశోధకులు ఆ వస్తువులు spacetime, చలనం, లేదా పృష్ఠభాగ కాంతిలో వదిలే ఆనవాళ్లను వెతుకుతారు.
Roman ఆశించినట్లుగా పనిచేస్తే, ఒంటరి న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు ఆ సూత్రానికి అత్యంత స్పష్టమైన ఉదాహరణలలో ఒకటిగా మారవచ్చు. ఒకప్పుడు మిల్కీ వేలో దాదాపు కోల్పోయిన వస్తువులు, వాటి గురుత్వాకర్షణ ముద్రను గమనించేంత ఖచ్చితమైన టెలిస్కోప్ చివరికి రాబోతున్నందున, అకస్మాత్తుగా ప్రకాశించకుండా కూడా కొలవదగిన లక్ష్యాలుగా మారవచ్చు.
ఖగోళ శాస్త్రవేత్తల కోసం, అది సాంకేతిక మైలురాయికన్నా ఎక్కువ. అది గాలక్సీలోని అత్యంత తీవ్ర అవశేషాలపై ఒక కొత్త పరిశీలనా కిటికీని తెరుస్తుంది, కనబడని నక్షత్ర శవాలను ప్రాథమిక భౌతిక శాస్త్రానికి డేటా-సమృద్ధి ప్రయోగశాలలుగా మార్చుతుంది.
ఈ వ్యాసం NASA రిపోర్టింగ్ ఆధారంగా ఉంది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.
Originally published on nasa.gov