वैज्ञानिकों ने चुंबकीय शक्ति से युक्त सितारों से प्राप्त हमारे सूर्य से कई हजार गुना अधिक क्षणिक उच्च ऊर्जा स्पंदनों को समझने के लिए पहला संकेत खोजा

आईएसएस पर स्थापित एएसआईएम चित्र: नासा

नई दिल्ली/पीआईवी। वैज्ञानिकों ने 01 करोड़ 30 लाख प्रकाश वर्ष दूर स्थित मैग्नेटर्स नामक दुर्लभ श्रेणी के एक ठोस सितारे से अत्यधिक ज्वलनशील अल्प अवधि की लपटों को समझने के लिए पहला संकेत प्राप्त किया है। अब तक ज्ञात सबसे तीव्र चुंबकीय क्षेत्र वाले इन ठोस (कॉम्पैक्ट) सितारों में से हमारी आकाशगंगा में अब तक केवल तीस ही देखे गए हैं और इनमे होने वाले विस्फोटों से  निकलने वाली अत्यधिक तीव्र ऊर्जा के बारे में इनके अप्रत्याशित स्वभाव और उनकी बहुत कम अवधि के कारण बहुत कम जानकारी उपलब्ध हैं। इन सितारों में सूर्य की तुलना में कई बार ऊर्जा के और कुछ मिलीसेकंड के अंश से लेकर कुछ माइक्रोसेकंड तक की तरंग दैर्घ्य वाली  (लंबाई) ऊर्जा के क्षणिक एक्स-रे स्पंदनों से वैज्ञानिक लम्बे समय से चिंतित हैं। जब 10 से 25 सकल सौर द्रव्यमान वाले महाकाय (सुपरजाइंट) सितारों में विघटन होता है तब उनके न्यूट्रॉन तारे बनने की संभावना हो जाती है। 

ऐसे न्यूट्रॉन सितारों के बीच, सबसे तीव्र चुंबकीय क्षेत्र के साथ मैग्नेटर्स का एक छोटा समूह भी विद्यमान है। अब तक केवल तीस ही ऐसे समूहों के बारे में जानकारी हैं और इनमे एक सेकंड के बमुश्किल दसवें हिस्से की अवधि वाले अत्यधिक तीव्र विस्फोट होते रहते है तथा उनकी अप्रत्याशित प्रकृति और छोटी अवधि के कारण बहुत कम जानकारी  है। अंडालूसीयन इंस्टीट्यूट ऑफ एस्ट्रोफिजिक्स (आईएए-सीएसआईसी) के प्रोफेसर अल्बर्टो जे.कास्त्रो-टिराडो के नेतृत्व में एक वैज्ञानिक समूह ने उच्चतम ऊर्जा के उत्सर्जन के दौरान विभिन्न तरंगों अथवा स्पंदनों को मापने के प्रबंधन की प्रक्रिया में विस्तार से ऐसे ही एक विस्फोट का अध्ययन किया:, जो विशाल मैग्नेटर फ्लेयर्स को समझने में एक महत्वपूर्ण घटक हैं। विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग के एक संस्थान, आर्यभट्ट रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ ऑब्जर्वेशनल साइंसेज (एरीज-एआरआईईएस) के डॉ. शशि भूषण पांडे ने इस शोध में प्रोफेसर अल्बर्टो कास्त्रो तिराडो और समूह के अन्य सदस्यों के साथ मिलकर जो कार्य किया है वह नेचर जर्नल में प्रकाशित हुआ है। 

यह पहला एक्सट्रैगैलेक्टिक मैग्नेटर है जिसका इस विवरण में अध्ययन किया गया। अल्बर्टो जे. कास्त्रो-तिराडो, आईएए-सीएसआईसी और प्रमुख लेखक ने बताया "निष्क्रिय अवस्था में भी, मैग्नेटर्स हमारे सूर्य की तुलना में कई हज़ार गुना अधिक चमकदार हो सकते हैं। लेकिन  15 अप्रैल 2020 को जीआरबी2001415 से निकली फ्लैश के मामले में हमने अध्ययन किया है, और एक सेकंड के लगभग दसवें हिस्से तक ही रही पर इससे निकली ऊर्जा उस ऊर्जा के बराबर है जो हमारा सूर्य एक लाख (100,000) वर्षों में विकिरित करता है। अवलोकनों ने कई स्पंदनों  का खुलासा किया, जिसमें पहला स्पंदन केवल दस माइक्रोसेकंड के बारे में दिखाई देता है, जो अन्य चरम खगोलीय ऊर्जा उत्सर्जनों की तुलना में बहुत तेज है। " यह माना जाता है कि मैग्नेटर्स में विस्फोट उनके चुम्बकीय परिक्षेत्र (मैग्नेटोस्फीयर) में अस्थिरता के कारण हो सकता है या ऐसा एक प्रकार के "भूकंप" ("स्टारक्वेक") के कारण भी हो सकता है, जो लगभग एक किलोमीटर मोटी एक कठोर और लोचदार परत वाली उनकी बाह्य सतह में उत्पन्न होता है।" शुरुआत कहाँ से हुई इस पर जाए बिना ही ऐसे तारे के मैग्नेटोस्फीयर में एक विशिष्ट प्रकार की तरंगें निकलती जाएंगी। 

कास्त्रो-तिराडो आगे कहते हैं कि ऐसी तरंगें जो सूर्य में अच्छी तरह से जानी जाती हैं को अल्फवेन तरंगें कहा जाता है और चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं के आधार पर बिंदुओं के बीच आगे-पीछे उछलते हुए एक-दूसरे को समाहित करने वाली ऊर्जा के साथ परस्पर संक्रिया करती हैं।" विस्फोट में पाए जाने वाले ऐसे दोलन अल्फ़वेन तरंगों के बीच परस्पर क्रिया द्वारा उत्पन्न उत्सर्जन के अनुरूप होते हैं और जिनकी ऊर्जा सतह (क्रस्ट) द्वारा तेजी से अवशोषित भी होती है। इस प्रकार, कुछ मिलीसेकंड ही में चुंबकीय पुन: संयोजन प्रक्रिया समाप्त हो गई और इसलिए, जीआरबी200415 में भी स्पंदनों का पता चला, जो मुख्य विस्फोट के 3.5 मिलीसेकंड बाद गायब हो गया। घटना के विश्लेषण से यह अनुमान लगाना संभव हो गया है कि इस लपट का आकार न्यूट्रॉन तारे के समान या उससे भी अधिक था। इस विस्फोट का पता इंटरनेशनल स्पेस स्टेशन पर एटमॉस्फियर-स्पेस इंटरेक्शन मॉनिटर (एएसआईएम) उपकरण द्वारा लगाया गया था। वैज्ञानिक टीम एक वर्ष से अधिक के डेटा की  सूक्ष्मता के पैमाने का विश्लेषण करके इस घटना की अस्थायी संरचना को हल करने में सक्षम थी। 

(सुदूर के मैग्नेटर्स के असाधारण झटके, बर्कलैंड अंतरिक्ष विज्ञान के लिए बर्कलैंड केंद्र, बर्गन विश्वविद्यालय और माउंट विज़ुअल  के लिए चित्रण)  

एक अन्य लेखक बर्गन नॉर्वे विश्वविद्यालय के निकोलाई ओस्टगार्ड ने कहा "हालांकि घटना के बारे में कई पत्र प्रकाशित किए गए हैं,  क्योंकि एएसआईएम एकमात्र ऐसा मिशन था जिसने संतृप्ति के ही बिना फोटॉन की पूरी ऊर्जा सीमा(रेंज) में मुख्य विस्फोट के चरण का पता लगाया था, यह एएसआईएम उपकरण को मैग्नेटर्स के आसपास के कुछ रहस्यों का अनावरण करने के लिए एक अनूठी स्थिति में रखता है। आईएए-सीएसआईसी शोधकर्ता जेवियर पास्कुअल जिन्होंने इस काम में हाथ बंटाया, बताते हैं कि  “जीआरबी200415 में दोलनों और तरंग दैर्घ्य का पता लगाना संकेतों (सिग्नल) की संक्षिप्तता के कारण एक ऐसी चुनौती रहा है  जिसका आयाम तेजी से घटता है और यह पृष्ठभूमि के शोर में अंतर्निहित हो जाता है। इसलिए हम इस उपलब्धि का श्रेय उन परिष्कृत डेटा विश्लेषण तकनीकों को देते हैं जिन्हें व्यक्तिगत टीम के सदस्यों द्वारा स्वतंत्र रूप से लागू किया गया है। लेकिन यह निस्संदेह एक तकनीकी उपलब्धि है, जो अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर एएसआईएम उपकरण द्वारा उपलब्ध कराए गए डेटा की उत्कृष्ट गुणवत्ता के कारण है। 

वेलेंसिया विश्वविद्यालय, स्पेन के माइकल गैबलर का कहना है कि "इन दोलनों को समझना इन रहस्यमय वस्तुओं की संरचना पर प्रकाश डाल सकता है।" हमारी आकाशगंगा, में तीस ज्ञात मैग्नेटर्स में से दो में इन लपटों का पता लगाया गया था, लेकिन ऐसा ही अन्य आकाशगंगाओं में स्थित दो अन्य में भी पाया गया था। जीआरबी 2001415 अब तक का सबसे दूर का एस मैग्नेटर विस्फोट होगा, जो लगभग एक करोड़ 30 लाख प्रकाश वर्ष दूर आकाशगंगाओं के रचनाकार समूह (एनसीजी 253) में पाया गया। "कास्त्रो-तिराडो ने यह निष्कर्ष दिया है कि "मैग्नेटर्स से विशाल लपटों (फ्लेयर्स) का पता चलना  अत्यंत दुर्लभ है। इस विस्फोट ने यह समझने में एक महत्वपूर्ण घटक प्रदान किया है कि न्यूट्रॉन स्टार में और उसके आसपास चुंबकीय तनाव कैसे उत्पन्न होते हैं।’’ 

इसी शोध लेख के सह-लेखक डॉ शशि भूषण पांडे ने कहा कि "आस-पास की आकाशगंगाओं में की मैग्नेटर्स निरंतर निगरानी से इस घटना को समझने में मदद मिलेगी, और तेज रेडियो विस्फोटों के बारे में और अधिक जानने का मार्ग प्रशस्त होगा, जो आज खगोल विज्ञान में सबसे गूढ़ घटनाओं में से एक है।" 

संदर्भ: डॉ. शशि भूषण पांडे, वैज्ञानिक-एफ एआरईएस, नैनीताल shashi@aries.res.in, 

फोन: 09557470888 जे. कास्त्रो-तिराडो एट अल। "एक मैग्नेटर जाइंट फ्लेयर के मुख्य शिखर में बहुत उच्च आवृत्ति वाले दोलन"। प्रकृति, दिसंबर 2021