रेडियो मानचित्र ब्रह्मांड के सबसे बड़े चुंबकीय क्षेत्र को प्रकट कर सकते हैं | क्वांटा पत्रिका

विशाल आकाशगंगा समूहों के अंदर छिपे चुंबकीय क्षेत्रों के मानचित्र बनाकर, खगोलविद ब्रह्मांडीय चुंबकत्व की उत्पत्ति का पता लगाने के करीब पहुंच रहे हैं।

"ये अभूतपूर्व रूप से बड़े पैमाने पर चुंबकीय क्षेत्र की विस्तृत संरचना के पहले मानचित्र हैं," उन्होंने कहा अलेक्जेंड्रे लाज़ेरियन, विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय, मैडिसन में एक खगोलशास्त्री, और मानचित्रों का वर्णन करने वाले पेपर के सह-लेखक, में आज प्रकाशित संचार प्रकृति.

लाज़ेरियन और उनके सहयोगियों ने पाँच आकाशगंगा समूहों का अध्ययन किया, जिनमें से प्रत्येक लाखों प्रकाश-वर्ष तक फैला हुआ था। उन्होंने सिंक्रोट्रॉन इंटेंसिटी ग्रेडिएंट (एसआईजी) मैपिंग नामक एक तकनीक का उपयोग करके मानचित्र बनाए, जो रेडियो अवलोकनों पर निर्भर करता है ताकि यह पता लगाया जा सके कि क्लस्टर का चुंबकीय क्षेत्र किसी दिए गए स्थान पर किस ओर इंगित करता है। शोधकर्ताओं का कहना है कि पूरे क्लस्टर में एक ही तकनीक लागू करके वे इसके चुंबकीय क्षेत्र का पूरा नक्शा बना सकते हैं। यदि परिणामों की पुष्टि हो जाती है, तो यह पता चलेगा कि विशाल संरचनाओं में चुंबकीय क्षेत्र का पहले से अज्ञात क्रम है।

ब्रह्मांड में चुंबकत्व सर्वव्यापी है। हम इसे पृथ्वी के सबसे छोटे पैमाने से लेकर ब्रह्मांड के सबसे बड़े पैमाने तक देखते हैं, जहां यह सितारों और अंतरतारकीय माध्यम जैसी ब्रह्मांडीय संरचनाओं को गढ़ता है। जैसा कि हम जानते हैं, चुंबकत्व भी जीवन के लिए महत्वपूर्ण है, जो आणविक स्तर पर चिरायता को प्रभावित करता है और पृथ्वी को घेरने वाली सुरक्षा कवच तैयार करता है। लेकिन एक बड़ा अनुत्तरित प्रश्न रहा है जहां ब्रह्मांडीय चुंबकत्व की उत्पत्ति हुई. कुछ वैज्ञानिक एक मौलिक व्याख्या के पक्ष में हैं, जिसमें अन्य मूलभूत शक्तियों के साथ बिग बैंग के बाद पहले क्षणों में चुंबकत्व उत्पन्न होता है। अन्य लोग बाद के आगमन का समर्थन करते हैं, जिसमें सैकड़ों लाखों वर्षों के बाद चुंबकत्व उत्पन्न होता है और सितारों और आकाशगंगाओं जैसी वस्तुओं द्वारा उत्पादित बीज चुंबकीय क्षेत्रों से बढ़ता है।

यह नई मैपिंग तकनीक खगोलविदों को सबसे बड़े पैमाने पर चुंबकीय क्षेत्रों की तुलना करने की अनुमति देकर एक समाधान पेश कर सकती है। लेकिन तकनीक की अपनी सीमाएँ हैं और बड़े पैमाने के चुंबकत्व के क्षेत्र में यह कुछ हद तक विवादास्पद बनी हुई है।

"अगर यह काम करता है, तो यह आपको आकाश के बहुत बड़े क्षेत्रों पर चुंबकीय क्षेत्र को मैप करने का एक बहुत ही सस्ता तरीका प्रदान करता है," कहा केट पैटल, यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन में एक खगोल भौतिकीविद्।

कॉस्मिक कार्टोग्राफी

वैज्ञानिक आमतौर पर सिंक्रोट्रॉन विकिरण का अध्ययन करके ब्रह्मांडीय चुंबकीय क्षेत्र पाते हैं - रेडियो उत्सर्जन एक चुंबकीय क्षेत्र के रूप में उत्पन्न होने वाला प्रकाश की गति के करीब यात्रा करने वाले इलेक्ट्रॉनों का मार्ग मोड़ देता है। इस तरह के अवलोकन चुंबकीय क्षेत्रों के अभिविन्यास को प्रकट करने के लिए उन रेडियो उत्सर्जन के अभिविन्यास - उनके ध्रुवीकरण - का भी उपयोग कर सकते हैं। लेकिन ध्रुवीकरण माप अत्यधिक समय लेने वाला होता है, और आकाशगंगा समूह के सघन और धूल वाले क्षेत्रों में सबसे अच्छा काम करता है।

लगभग सात साल पहले, लाज़ेरियन एक रास्ता सूझा चुंबकीय क्षेत्र की दिशा प्रकट करने के लिए अकेले सिंक्रोट्रॉन उत्सर्जन का उपयोग करना - ध्रुवीकरण की आवश्यकता नहीं है। जैसे-जैसे आप अंतरिक्ष में आगे बढ़ते हैं, यह तकनीक रेडियो उत्सर्जन की बदलती ताकत का अवलोकन करती है, या जिसे शोधकर्ता ग्रेडिएंट कहते हैं।

"चमक में ढाल, वह दिशा जिसमें छवि धुंधली या उज्जवल हो जाती है, चुंबकीय क्षेत्र से संबंधित होती है," कहा मार्कस ब्रुगेनजर्मनी में हैम्बर्ग विश्वविद्यालय में खगोल भौतिकी के प्रोफेसर हैं पहले बड़े चुंबकीय क्षेत्रों का अध्ययन किया गया.

इंटरस्टेलर स्पेस के प्रारंभिक अवलोकनों में, "जहां भी हमने देखा, हमने इस चुंबकीय क्षेत्र संरचना का खुलासा किया," लाज़ेरियन ने कहा।

इसके बाद टीम ने आकाशगंगा समूहों की ओर रुख किया, जो आकाशगंगाओं के छोटे समूहों के टकराने से बढ़ते हैं। जब ये विलय होते हैं, तो वे शॉक फ्रंट उत्पन्न करते हैं जो "[इंट्राक्लस्टर] माध्यम से गुजरते हैं," ब्रुगेन ने कहा। जब चुंबकीय क्षेत्र उन अशांत शॉक मोर्चों के साथ संपर्क करते हैं, तो वे सिंक्रोट्रॉन उत्सर्जन उत्पन्न करते हैं। उस उत्सर्जन की प्रवणता को देखकर, शोधकर्ता चुंबकीय क्षेत्र की दिशा का अनुमान लगा सकते हैं, जो बदले में उन विलयों को दर्शाता है जिन्होंने समय के साथ इन समूहों का निर्माण किया है।

यह विधि लाज़ेरियन को विशाल आकाशगंगा समूहों के विस्तार में चुंबकीय क्षेत्रों का सर्वेक्षण करने की अनुमति देती है, जिसमें संरचना के भीतर फैला हुआ अंतरिक्षीय स्थान भी शामिल है जहां ध्रुवीकरण माप संभव नहीं है। अपने मानचित्र बनाने के लिए, टीम ने पांच आकाशगंगा समूहों को लक्षित किया, जिनमें एल गोर्डो भी शामिल है - सैकड़ों आकाशगंगाओं का एक अच्छी तरह से अध्ययन किया गया समूह जो 6 मिलियन प्रकाश वर्ष तक फैला हुआ है। उन्होंने 2345 अरब प्रकाश वर्ष दूर एबेल 2, लगभग आधा अरब प्रकाश वर्ष दूर एबेल 3376 और दो अन्य को भी देखा।

हालाँकि, सभी वैज्ञानिक इस बात से सहमत नहीं हैं कि रणनीति चुंबकीय क्षेत्रों की गति को सटीक रूप से ट्रैक करती है। चुंबकत्व-संचालित सिंक्रोट्रॉन ग्रेडिएंट्स में बदलाव जैसा दिखने वाला बदलाव केवल इलेक्ट्रॉन या गैस घनत्व में परिवर्तन हो सकता है। यह विधि आकाशगंगा समूहों में अशांति के रूप में जानी जाने वाली घटना पर भी निर्भर करती है, जहां चुंबकीय क्षेत्र एक साथ मुड़ते और मुड़ते हैं - "एक कुख्यात जटिल शारीरिक प्रक्रिया," ने कहा एंड्रिया बॉटन, इटली में नेशनल इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स में एक खगोल भौतिकीविद्।

चुंबकीय जीवन

भविष्य में, लेज़ेरियन एसआईजी का उपयोग करना चाहता है - यदि तकनीक सफल होती है - लो-फ़्रीक्वेंसी एरे नामक एक विशाल यूरोपीय रेडियो नेटवर्क का उपयोग करके आकाशगंगाओं के बीच फिलामेंट्स में चुंबकत्व को मैप करने के लिए। यदि उन तंतुओं के क्षेत्र एक दूसरे के साथ संरेखित हैं, जैसा कि वे समूहों में हैं, तो यह बीज चुंबकीय क्षेत्रों से धीमी गति से उभरने के बजाय ब्रह्मांडीय चुंबकीय संरचना के एक मौलिक स्रोत का सुझाव दे सकता है। ब्रुगेन ने कहा कि बाद के ब्रह्मांडीय युगों के दौरान सितारों और आकाशगंगाओं के लिए ऐसा संरेखण "अनिवार्य रूप से असंभव" होगा।

ब्रुगेन ने कहा, "मेरा अनुमान है कि हम पाएंगे कि ब्रह्मांड में चुंबकीय क्षेत्र जल्दी उत्पन्न हुए थे।"

चुंबकत्व की उत्पत्ति का अनुमान लगाने से हमें ब्रह्मांड की रहने की क्षमता के बारे में कुछ पता चल सकता है। जीवन स्वयं (कम से कम जैसा कि हम इसे पृथ्वी पर जानते हैं) जीवन के निर्माण खंडों को देने के लिए चुंबकत्व और चिरलिटी पर इसके प्रभाव पर निर्भर करता है। दाएँ- या बाएँ हाथ से काम करना. लेज़ेरियन ने कहा, "यदि चुंबकीय क्षेत्र ब्रह्मांड की शुरुआत में बने, तो आप बहुत पहले ही चिरायता के साथ अणु बना सकते हैं।" फिर, "हम यह सवाल पूछ सकते हैं कि क्या हमें उन सभ्यताओं के संकेतों को देखने की उम्मीद करनी चाहिए जो ब्रह्मांड के इतिहास में काफी पहले बनी थीं।"

उन्होंने यह भी कहा कि आकाशगंगा समूहों में चुंबकीय क्षेत्र इनमें से कुछ का स्रोत हो सकते हैं उच्चतम-ऊर्जा वाली ब्रह्मांडीय किरणें ब्रह्मांड में व्याप्त होने के लिए जाना जाता है, जिसकी उत्पत्ति अभी भी रहस्यमय है। "एक बड़ा सवाल है [के बारे में] कि क्या आकाशगंगाओं के ये समूह उच्चतम ऊर्जा की ब्रह्मांडीय किरणों के स्रोत हो सकते हैं," उन्होंने कहा, और समूहों के भीतर के क्षेत्रों का मानचित्रण उस प्रश्न को हल करने में मदद कर सकता है।

टीम का अगला लक्ष्य उन आकाशगंगा समूहों का निरीक्षण करना है जो समय से बहुत दूर और पीछे हैं। एल गॉर्डो, हालांकि विशाल है, केवल तब तक फैला है जब ब्रह्मांड 6.5 अरब प्रकाश वर्ष पुराना था, जो इसकी वर्तमान आयु 13.8 अरब वर्ष का लगभग आधा था। आगामी रेडियो टेलीस्कोप जैसे स्क्वायर किलोमीटर एरे, एंटेना की एक विशाल श्रृंखला जो इस दशक के अंत में दक्षिण अफ्रीका और ऑस्ट्रेलिया में 1 मिलियन वर्ग मीटर में फैली होगी, इस प्रकार की मैपिंग को उन समूहों पर लागू करने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली हो सकती है जो ब्रह्मांड के समय मौजूद थे। मात्र 3 अरब वर्ष पुराना था।

"मैं यह देखना चाहूंगा कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में क्या हुआ था," उन्होंने कहा यू हू, विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय, मैडिसन में स्नातक छात्र, और पेपर पर मुख्य लेखक।

लेकिन ब्रह्मांड में चुंबकत्व की उत्पत्ति, और उस उत्तर के सभी निहितार्थ, इस पद्धति का उपयोग करके रातोंरात हल नहीं किए जाएंगे। ब्रुगेन ने कहा, "यह पहेली का एक टुकड़ा है।" "लेकिन यह एक बहुत महत्वपूर्ण टुकड़ा है।"