आइसक्यूब न्यूट्रिनो वेधशाला द्वारा मेसियर 77 आकाशगंगा के केंद्र में सक्रिय गैलेक्टिक न्यूक्लियस (एजीएन) से उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो का पता लगाया गया है। एनजीसी 1068 के रूप में भी जानी जाने वाली, आकाशगंगा में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल है और अवलोकन उन हिंसक प्रक्रियाओं में एक खिड़की खोलते हैं जिनके बारे में माना जाता है कि वे ब्रह्मांडीय किरणों का निर्माण करती हैं।
न्यूट्रिनो मायावी कण हैं जो अन्य पदार्थों के साथ बमुश्किल संपर्क करते हैं और आसानी से सीधे पृथ्वी से गुजर सकते हैं। बर्फ़ का टुकड़ा ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनो और पानी के अणुओं के बीच अत्यंत दुर्लभ टकरावों का निरीक्षण करने के लिए दक्षिणी ध्रुव के नीचे एक घन किलोमीटर बर्फ का उपयोग करता है। ये अंतःक्रियाएँ तेज़ गति से चलने वाले आवेशित कणों का उत्पादन करती हैं जो बर्फ में प्रकाश की चमक पैदा करते हैं जिन्हें चेरेनकोव विकिरण कहा जाता है। प्रकाश को बर्फ के भीतर 5000 से अधिक डिटेक्टरों के नेटवर्क द्वारा कैप्चर किया जाता है, जिससे आइसक्यूब सहयोग में काम करने वाले भौतिकविदों को यह पता लगाने की अनुमति मिलती है कि न्यूट्रिनो कहां से आए हैं।
आइसक्यूब ने इसकी घोषणा की उच्च-ऊर्जा ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनो का पहला अवलोकन 2013 में और पांच साल बाद इसने पहली बार इसका पता लगाया एजीएन के एक प्रकार से ब्रह्मांडीय उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो जिसे ब्लेज़र कहा जाता है.
अब, आइसक्यूब वैज्ञानिक उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो की अब तक की सबसे बड़ी खेप की रिपोर्ट कर रहे हैं। ये M79 के 77 कण हैं, जो एक आकाशगंगा है जो 47 मिलियन प्रकाश वाली है-वर्षों दूर. अवलोकन मई 2011 और मई 2020 के बीच दर्ज किए गए थे और सहयोग का मानना है कि न्यूट्रिनो एम77 के एजीएन के मूल से निकले थे, जो अन्यथा धूल और गैस के मोटे टोरस द्वारा हमारे दृश्य से छिपा हुआ है।
कॉस्मिक-किरण कनेक्शन
खगोलभौतिकीविदों का मानना है कि 79 उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो का निर्माण तब हुआ जब प्रोटॉन जैसे आवेशित कणों को एजीएन के भीतर चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उच्च ऊर्जा में त्वरित किया जाता है। इनमें से कुछ त्वरित कण ब्लैक होल से निकल जायेंगे और कॉस्मिक किरणें बन जायेंगे। अन्य लोग एजीएन के भीतर कणों या फोटॉनों से टकराकर ढेर सारे मेसॉन उत्पन्न करेंगे। फिर ये मेसॉन तेजी से गामा किरणों और न्यूट्रिनो में क्षय हो जाते हैं। एम77 में, गामा किरणें आकाशगंगा के धूल भरे टोरस से क्षीण हो जाती हैं, लेकिन अधिकांश न्यूट्रिनो बिना किसी बाधा के गुजरते हैं - कुछ अंततः पृथ्वी तक पहुंचते हैं।
यह बहुत संभव है कि कण त्वरण में शक्तिशाली, घुमावदार चुंबकीय क्षेत्र शामिल हैं जो एजीएन के भीतर मौजूद हैं। हालाँकि, यह स्पष्ट नहीं है कि यह चुंबकीय त्वरण कहाँ होता है। संभावित स्थानों में पदार्थ की अभिवृद्धि डिस्क शामिल है जो सुपरमैसिव ब्लैक होल या चमकते कोरोना में घूमती है, जो ब्लैक होल के तुरंत आसपास का बहुत गर्म क्षेत्र है। एक और संभावना यह है कि त्वरण पदार्थ के जेट में होता है जो अभिवृद्धि डिस्क के लंबवत दिशाओं में एजीएन से बाहर निकलता है।
फ़्रांसिस हेलज़ेन आइसक्यूब सहयोग का नेतृत्व करने वाले विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय के मैडिसन बताते हैं भौतिकी की दुनिया अवलोकनों से पता चलता है कि न्यूट्रिनो एजीएन के एक क्षेत्र से आते हैं जिसे "कोकून" कहा जाता है, यह एजीएन का एक मुख्य क्षेत्र है जिसमें पदार्थ जेट द्वारा बाहर की ओर उड़ाया जाता है और कोरोना को ढक लेता है।
कोई गामा किरणें नहीं पाई गईं
"[गामा-किरण] फोटॉन जो न्यूट्रिनो के साथ अनिवार्य रूप से उत्पन्न होते हैं, घने कोर में ऊर्जा खो देते हैं और कम ऊर्जा पर उभरते हैं," वह बताते हैं। "यह इस तथ्य से रेखांकित होता है कि नासा फर्मी [गामा-रे] उपग्रह न्यूट्रिनो की ऊर्जा सीमा में स्रोत का पता नहीं लगाता है।"
पारंपरिक दृष्टिकोण यह है कि एजीएन द्वारा उत्सर्जित अधिकांश कण और विकिरण गर्म अभिवृद्धि डिस्क में उत्पन्न होते हैं, हालांकि उत्सर्जन के इस थर्मल मॉडल की सत्यता पर संदेह बढ़ रहा है। एंडी लॉरेंस एडिनबर्ग विश्वविद्यालय का कहना है कि कुछ एजीएन में परिवर्तनशील चमक होती है, और ये उतार-चढ़ाव इतनी तेजी से होते हैं कि अभिवृद्धि डिस्क में परिवर्तन के साथ जुड़े नहीं होते हैं। लॉरेंस, जो आइसक्यूब सहयोग में शामिल नहीं हैं, कहते हैं, "यह हो सकता है कि एक अधिक परिष्कृत डिस्क सिद्धांत और साथ ही डिस्क कोरोना या जेट में गैर-थर्मल उत्सर्जन भी काम कर सकता है।"
दरअसल, आइसक्यूब का यह नवीनतम अवलोकन इस विचार का समर्थन करता प्रतीत होता है कि कण त्वरण अभिवृद्धि डिस्क के बजाय एजीएन के कोरोना में होता है।
अगली पीढ़ी
हालाँकि AGN में कणों को कैसे त्वरित किया जाता है इसका रहस्य इन 79 न्यूट्रिनो के साथ हल नहीं किया जा सकता है, और डिटेक्टर के उन्नयन को कहा जाता है आइसक्यूब जेनरेशन 2 2033 तक पूरा हो जाना चाहिए.
आइसक्यूब चार आकाशगंगाओं को कॉस्मिक किरणों के संभावित स्रोत के रूप में पहचानता है
हेलज़ेन का कहना है कि जेनरेशन 2 को एजीएन जैसे न्यूट्रिनो स्रोतों का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। “डिटेक्टर में आइसक्यूब की मात्रा आठ गुना से अधिक होगी और, महत्वपूर्ण रूप से, बेहतर कोणीय रिज़ॉल्यूशन भी होगा। दोनों के संयोजन से एक दशक के बजाय एक वर्ष के डेटा के साथ पता लगाना संभव हो जाएगा जैसा कि अब होता है।
मेसियर 77 शौकिया और पेशेवर खगोलविदों द्वारा समान रूप से अच्छी तरह से अध्ययन की गई आकाशगंगा है। यह समझना कि यह उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो का उत्पादन कैसे करता है, इसलिए M77 को अन्य सक्रिय आकाशगंगाओं को समझने के लिए रोसेटा स्टोन बनने की अनुमति मिल सकती है।
में अनुसंधान वर्णित है विज्ञान.
