भंवर आकाशगंगा में इलेक्ट्रॉन भंवर

रेडियो क्षेत्र में उच्च-परिभाषा रिकॉर्डिंग चुंबकीय क्षेत्रों को इंगित करती है

भंवर आकाशगंगा M51 और उसके आसपास के 115 से 175 मेगाहर्ट्ज (दाएं) की आवृत्ति और ऑप्टिकल छवि (नीचे बाएं) के साथ उपरिशायी के LOFAR रेडियो मानचित्र। © डेविड मुल्काही एट अल।, एस्ट्रोनॉमी एंड एस्ट्रोफिजिक्स
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रेडियो खगोल विज्ञान में अत्यधिक प्रगति: खगोलविदों ने अब LOFAR रेडियो टेलीस्कोप के साथ शानदार भंवर आकाशगंगा को रिकॉर्ड करने में सफलता प्राप्त की है। आकाशगंगा के बाहरी क्षेत्रों तक चुंबकीय क्षेत्र और तेज ब्रह्मांडीय इलेक्ट्रॉनों का पता लगाया जा सकता है - और ये बदले में कई खगोलीय सवालों के जवाब प्रदान करते हैं।

भँवर आकाशगंगा लगभग पूरी तरह से एक सर्पिल आकाशगंगा की छवि के अनुरूप है: पृथ्वी से, टकटकी आकाशगंगा के विमान पर लगभग बिल्कुल गिरती है, जिसके सर्पिल हथियार पहले से ही एक शौकिया दूरबीन के साथ देखे जा सकते हैं। व्यवस्थित नाम मेसियर 51 (M51) वाला स्टार क्लस्टर बिग डिपर के पास नक्षत्र सीमा में लगभग 30 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर स्थित है।

हालांकि, कई ब्रह्मांडीय वस्तुओं के साथ, M51 की उत्कृष्ट विशेषताएं सितारों के दृश्यमान प्रकाश में नहीं, बल्कि अन्य तरंग दैर्ध्य में दिखाई देती हैं। विशेष रूप से रेडियो क्षेत्र में, आकाशगंगाओं के कई घटक जिन्हें ऑप्टिकल टेलीस्कोप द्वारा पता नहीं लगाया जा सकता है, जिसमें चुंबकीय क्षेत्र और इलेक्ट्रॉन धाराएं शामिल हैं, जो प्रकाश की गति में लगभग तेज हैं, छिपी हुई हैं।

कम रेडियो आवृत्तियों में विशेषज्ञता

आकाशगंगाओं की स्थिरता और विकास में इन घटकों की भूमिका तेजी से खगोलविदों का ध्यान केंद्रित करती जा रही है। कई दशकों तक, हालांकि, 300 मेगाहर्ट्ज़ से कम आवृत्तियों पर रेडियो उत्सर्जन का मूल्यांकन करना असंभव था। पृथ्वी का आयनमंडल इन कम आवृत्ति वाली रेडियो तरंगों को बहुत कमज़ोर कर देता है - दस मेगाहर्ट्ज़ से नीचे यह पृथ्वी की सतह तक कुछ भी नहीं पहुँचाता है।

जनवरी 2005 में हबल स्पेस टेलीस्कोप द्वारा दृश्यमान प्रकाश में ली गई भंवर आकाशगंगा मेसियर 51। © © NASA

हालांकि, कम आवृत्ति सरणी (LOFAR) रेडियो दूरबीन 240 मेगाहर्ट्ज़ से नीचे रेडियो आवृत्तियों में माहिर है। इस प्रकार, बॉन में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर रेडियो एस्ट्रोनॉमी (एमपीआईएफआर) के डेविड मुल्काही के आसपास शोधकर्ताओं ने व्हर्लपूल आकाशगंगा एम 51 का एक शानदार शॉट का प्रबंधन किया, जिस पर चुंबकीय क्षेत्र रेडियो क्षेत्र में दिखाई देते हैं - पहले से कहीं अधिक स्पष्ट रूप से। प्रदर्शन

इलेक्ट्रॉन और चुंबकीय क्षेत्र

मुल्काही कहते हैं, "कम आवृत्ति वाली रेडियो तरंगें इसलिए महत्वपूर्ण होती हैं क्योंकि उनमें इलेक्ट्रॉनों के बारे में अपेक्षाकृत कम ऊर्जा होती है।" ये इलेक्ट्रॉन आकाशगंगा के केंद्र से 40, 000 प्रकाश वर्ष तक सर्पिल भुजाओं के भीतर अपनी उत्पत्ति से अधिक लंबी दूरी तक पहुँच सकते हैं। खगोलविद कहते हैं, "हम जानना चाहेंगे कि क्या चुंबकीय क्षेत्र आकाशगंगाओं द्वारा उत्सर्जित हो रहे हैं और वे अभी भी आकाशगंगाओं के बाहरी क्षेत्रों में कितने मजबूत हैं।" आकाशगंगा के किनारे स्थित ये चुंबकीय क्षेत्र वस्तुतः इलेक्ट्रॉनों द्वारा प्रकाशित होते हैं।

आवश्यक इलेक्ट्रॉनों ब्रह्मांडीय विकिरण के कण होते हैं, जो विशाल सुपरनोवा विस्फोटों के शॉकवेव्स में उत्पन्न होते हैं। चुंबकीय क्षेत्रों की उत्पत्ति, बदले में, डायनेमो प्रक्रियाएं हैं जो आकाशगंगा में गैस के संचलन द्वारा संचालित होती हैं। जब इलेक्ट्रॉन एक चुंबकीय क्षेत्र से टकराते हैं, तो वे रेडियो तरंगों को फैलाते हुए सर्पिल पटरियों पर फ़ील्ड लाइनों के चारों ओर घूमते हैं। चुंबकीय क्षेत्र जितना मजबूत और इलेक्ट्रॉनों जितना तेज होगा, रेडियो विकिरण उतना ही तीव्र होगा।

"M51 की यह शानदार तस्वीर, इसके साथ ही जो नई अंतर्दृष्टि लाती है, वह उन जबरदस्त एडवांस को दिखाती है, जिन्हें लो-फ़्रीक्वेंसी LOFAR दूरबीनों से हासिल किया जा सकता है, " यूनिवर्सिटी ऑफ़ साउथैम्पटन के सह-लेखक अन्ना स्कैफ़ ने प्रकाशित किया। हमारे ब्रह्मांड कैसे काम करते हैं, यह समझने के लिए चुंबकीय क्षेत्रों के रहस्य महत्वपूर्ण हैं। "बहुत लंबे समय तक, चुंबकीय क्षेत्र के बारे में बड़े सवाल बस टिप्पणियों द्वारा सत्यापित नहीं किए जा सकते थे। रेडियो खगोल विज्ञान का यह नया युग बहुत ही रोमांचक है

यूरोप में LOFAR स्टेशन ON ASTRON, नीदरलैंड

ब्रह्मांड के लिए एक और खिड़की

LOFAR एक पूरी तरह से नया प्रकार का रेडियो टेलिस्कोप है: इसमें बड़ी संख्या में सरल डिजाइन के छोटे एंटेना होते हैं, जो बिना किसी मूविंग पार्ट्स के, नीदरलैंड में 38 माप स्टेशनों, जर्मनी में छह स्टेशनों और यूके में एक-एक में वितरित किए जाते हैं।, फ्रांस और स्वीडन। उपन्यास सिद्धांत डच यूनिवर्सिटी ऑफ़ ग्रोनिंगन में एक उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटर क्लस्टर में सभी स्टेशनों से संकेतों के ऑनलाइन कनेक्शन के होते हैं। यह आयन मंडल की गड़बड़ी को ठीक करने में सक्षम है।

LOFAR के साथ खगोलविदों ने भंवर आकाशगंगा को 30 से 80 मेगाहर्ट्ज की रेडियो आवृत्तियों पर मापा है। "यह ब्रह्मांड के लिए एक और नई खिड़की खोलता है, और हम अभी तक नहीं जानते कि इस आवृत्ति रेंज में आकाशगंगाएं कैसी दिखती हैं, " एमपीआईएफआर से रेनर बेक का निष्कर्ष है। “हो सकता है कि हम अंतरिक्ष-अंतरिक्ष के लिए आकाशगंगा के चुंबकीय संबंध का भी पता लगा सकें। यह नियोजित स्क्वायर किलोमीटर एरे की तैयारी में एक महत्वपूर्ण प्रयोग होगा, जो हमें दिखा सकता है कि कॉस्मिक चुंबकीय क्षेत्र कहाँ और कैसे उत्पन्न होते हैं। "

(एस्ट्रोनॉमी एंड एस्ट्रोफिज़िक्स, 2014; doi: 10.1051 / 0004-6361 / 201424187)

(मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर रेडियो एस्ट्रोनॉमी, 21.08.2014 - AKR)