اس سے بھی زیادہ توانائیوں پر دریافت ہونے والی عجیب شمسی گاما شعاعیں۔

2019 میں، محققین نے اعلان کیا کہ سورج کے ساتھ کوئی چیز بند ہوتی دکھائی دیتی ہے۔ 10 سال کے مشاہدے کے بعد، وہ اس نتیجے پر پہنچے تھے کہ سورج کی اعلی توانائی کی تابکاری سات گنا زیادہ پرچر توقع سے زیادہ

ابھی ایک نئی تحقیق اس سے بھی زیادہ توانائی کے اعداد و شمار کی بنیاد پر تصویر کو تیز کر دیا گیا ہے۔ محققین نے پایا کہ شمسی گاما رے کی زیادتی زیادہ توانائیوں پر برقرار رہتی ہے۔ اس کے بعد یہ دریافت کی گئی سب سے اوپر کی توانائیوں پر گر جاتا ہے۔ کوئی بھی پوری طرح سے وضاحت نہیں کر سکتا کہ کیا ہو رہا ہے۔ "یہ صرف ایک کے بعد ایک تفریحی سر سکریچر رہا ہے،" نے کہا اینیکا پیٹر، اوہائیو اسٹیٹ یونیورسٹی میں ایک فلکیاتی طبیعیات دان اور تازہ ترین تجزیہ کے شریک مصنف۔

حالیہ مقالے میں، جسے پری پرنٹ سرور arxiv.org پر پوسٹ کیا گیا تھا اور اس کا جائزہ لیا جا رہا ہے۔ جسمانی جائزہ لینے کے خطوط، ہائی-اونچائی واٹر چیرینکوف (HAWC) گاما رے آبزرویٹری کے محققین اور ساتھی گاما تابکاری کی کثرت کے بارے میں رپورٹ کرتے ہیں جو اس رینج میں برقرار ہے جو پہلے سے ماپی گئی شمسی گاما شعاعوں کے مقابلے میں دو سے 10 گنا زیادہ توانائی بخش ہے۔

سورج میں گاما شعاعوں کی کثرت کے لیے ایک مکمل نظریاتی حساب کتاب اب بھی دھندلا ہے، لیکن نئے نتائج وضاحت کو تیار کرنے کے لیے مددگار اشارے فراہم کرتے ہیں۔ خاص طور پر، "کٹ آف انرجی" کی تلاش جس پر سورج گاما شعاعوں کو خارج کرنا چھوڑ دیتا ہے، شمسی مقناطیسی شعبوں کے پیچیدہ کردار کو ظاہر کرنے میں مدد کر سکتا ہے۔

یہ تعاملات "بنیادی طور پر اہم ہیں،" نے کہا ہیو ہڈسن، گلاسگو یونیورسٹی میں ماہر فلکیات۔ "HAWC ڈیٹا کو یہاں کا بہترین وسیلہ تسلیم کیا جاتا ہے۔"

سورج کی گاما تابکاری میں زیادتیوں کی وضاحت کرنے والا ایک اہم مفروضہ کائناتی شعاعوں سے شروع ہوتا ہے۔ یہ اعلی توانائی والے ذرات، عام طور پر پروٹون، سپر نواس، بلیک ہول کے تصادم اور کائنات میں ہونے والے دیگر انتہائی واقعات سے شروع ہوتے ہیں۔ جیسے جیسے کائناتی شعاعیں ہمارے سورج کے قریب آتی ہیں، اس کے طاقتور مقناطیسی میدان ذرات کو پکڑ لیتے ہیں اور انہیں سورج سے دور باہر کی طرف لے جاتے ہیں۔ کائناتی شعاعیں پھر سورج کی فضا میں پروٹون سے ٹکرا کر غیر مستحکم ذرات پیدا کرتی ہیں جنہیں pions کہتے ہیں۔ جیسے جیسے پیون زوال پذیر ہوتے ہیں، وہ گاما شعاعیں بناتے ہیں۔

لیکن ان میں سے صرف کچھ گاما شعاعیں سورج سے بچ کر ہمارے سراغ رساں تک پہنچ جاتی ہیں۔ "گاما شعاعوں کے لیے ایک طرح کی 'صرف' کہانی ہے،" پیٹر نے کہا۔ "آپ کو کائناتی شعاع کو سورج کی فضا میں کافی گہرائی تک پہنچانے کی ضرورت ہے تاکہ اس کے آپس میں تعامل کا ایک اچھا موقع ہو۔ لیکن اسے اس مقام پر ہونا چاہیے جہاں سے گاما شعاع باہر نکل سکتی ہے" دوسرے مداخلت کرنے والے ذرات کے ساتھ تعامل کیے بغیر۔

محققین کا خیال ہے کہ اس میٹھی جگہ میں موجود کائناتی شعاعوں کو سورج کی مقناطیسی فیلڈ لائنوں نے "عکس" کیا ہے۔ ایک کائناتی شعاع اندر جاتی ہے اور مقناطیسی فیلڈ لائنوں کا سامنا کرتی ہے جو اسے ری ڈائریکٹ کرتی ہیں۔ باہر جاتے ہوئے، یہ ایک پروٹون سے ٹکراتا ہے، جس سے گاما شعاع نکلتی ہے۔

اس نظریہ کو جانچنے کا ایک طریقہ یہ ہے کہ گاما رے سگنل وقت کے ساتھ کیسے بدلتا ہے۔ 2019 کے مطالعے میں، محققین نے مضبوط ترین سگنل اور شمسی کم از کم کے درمیان تعلق کی نشاندہی کی، سورج کے 11 سالہ دور کا وہ مرحلہ جب اس کا مقناطیسی فیلڈ لائنوں کا الجھا ہوا جال سب سے کمزور ہوتا ہے۔ ایسا لگتا ہے کہ یہ ارتباط نظریہ کی حمایت کرتا ہے۔ اگر آنے والی کائناتی شعاعیں ان توسیع شدہ مقناطیسی شعبوں سے نہیں ہٹتی ہیں، جو نظام شمسی میں بہت دور تک پہنچ سکتی ہیں، تو وہ سورج کے بہت قریب پہنچ سکتی ہیں، جہاں مضبوط مقناطیسی میدان آخری لمحے میں ذرات کو گھماتے ہیں۔

تاہم، سورج کی مقناطیسی کھینچ صرف اتنی مضبوط ہے۔ اگر ایک انتہائی توانائی بخش کائناتی شعاع سورج کے قرب و جوار میں داخل ہو جائے تو یہ ممکنہ طور پر کھیتوں میں بغیر کسی ذرہ کے تصادم کے جا سکتی ہے۔

"کسی وقت، آپ کو لگتا ہے کہ کائناتی شعاعیں بہت زیادہ توانائی والی ہیں حتیٰ کہ مقناطیسی میدان سے بھی متاثر نہیں ہوں گی،" کہا۔ مہر النساء، مشی گن اسٹیٹ یونیورسٹی میں ایک فلکیاتی طبیعیات دان جو HAWC تعاون کا حصہ ہے۔ محققین اسے اعداد و شمار میں کٹ آف کے طور پر دیکھیں گے: ایک خاص توانائی کے اوپر، گاما شعاعیں مؤثر طریقے سے غائب ہو جائیں گی۔ اس طرح کے کسی بھی کٹ آف کی خصوصیات اس بات کا اشارہ فراہم کرسکتی ہیں کہ گاما رے کی زیادتی کو کیسے بہتر طور پر سمجھا جائے۔

اس طرح کے ایک اعلی توانائی کے کٹ آف کی تلاش میں، نیسا، پیٹر، اور ان کے ساتھیوں نے HAWC کے تجربے کا رخ کیا، پیوبلا، میکسیکو کے قریب زمین پر مبنی رصد گاہ، جو 2015 میں مکمل ہوئی تھی۔ یہ رصد گاہ سینکڑوں 7.3 میٹر چوڑے پر انحصار کرتی ہے۔ پانی سے بھرے ٹینکوں نے آتش فشاں کی بنیاد پر ڈیرے ڈالے، جس نے فٹ بال کے چار میدانوں کے رقبے کا احاطہ کیا۔ جیسا کہ گاما شعاعیں زمین کے ماحول میں پھٹتی ہیں، وہ ثانوی ذرات تخلیق کرتی ہیں جو HAWC کے ٹینکوں میں پانی سے ٹکراتی ہیں، جو آواز کی تیزی کے برابر برقی مقناطیسی اخراج کرتی ہیں۔ HAWC آنے والی گاما شعاعوں کی تشکیل نو کے لیے اس نام نہاد چیرینکوف تابکاری پر انحصار کرتا ہے۔

HAWC کا استعمال کرتے ہوئے، سائنسدانوں نے گاما شعاعوں کی تحقیقات کرنے میں کامیاب کیا جو 10 کے مطالعے کے مقابلے 2019 گنا زیادہ توانائی بخش تھیں، جو فرمی گاما رے خلائی دوربین کے ڈیٹا پر مبنی تھی۔ جیسا کہ پچھلی دریافتوں کے ساتھ، سگنل کی طاقت کم از کم شمسی پر سب سے زیادہ تھی۔ اور جیسا کہ امید کی گئی تھی، بڑھتی ہوئی توانائیوں کے ساتھ سگنل کی طاقت تیزی سے گر گئی - ایک کٹ آف اثر کی نشاندہی کرتا ہے۔ پیٹر نے کہا کہ نتیجہ ایک اہم توانائی کا پیمانہ فراہم کرتا ہے جو محققین کو سورج کی گاما رے تابکاری کا نمونہ بنانے میں مدد کرتا ہے۔

اس کی توانائی سے کٹ آف کیوں ہوتا ہے، نیسا اور اس کے ساتھی نہیں کہہ سکتے۔ اور نہ ہی وہ اس بات کی وضاحت کر سکتے ہیں کہ ان اعلی توانائیوں پر غیر متوقع طور پر وافر سگنل کیوں برقرار رہتا ہے۔ اٹلی کی یونیورسٹی آف ٹریسٹی کی ماہر طبیعات ایلینا اورلینڈو نے کہا کہ "اس وقت کوئی ایسا ماڈل موجود نہیں ہے جو [اس] کی وضاحت کر سکے۔" جو HAWC تعاون کا حصہ نہیں ہے۔ سگنل ہمیشہ کی طرح پراسرار رہتا ہے۔

اور HAWC پہلے کے اعداد و شمار کے شاید سب سے زیادہ پریشان کن پہلو کی تحقیقات نہیں کرتا ہے: 1 ٹریلین ٹریلین ہرٹز کی فریکوئنسی پر گاما رے سگنل میں ایک پراسرار تنگ ڈِپ۔

پیٹر اور اس کے ساتھی اس مسئلے پر کام کر رہے ہیں، سورج کے مقناطیسی شعبوں اور ان کے گرد گھومنے والے کائناتی ذرات کی پیچیدہ حرکیات کی وسیع نقلی شکلیں تیار کر رہے ہیں۔

گاما رے اسرار کو حل کرنے کے علاوہ، محققین کا خیال ہے کہ HAWC کی پیمائش شمسی اور ذرہ طبیعیات میں وسیع تر بصیرت کا باعث بن سکتی ہے۔ اعلی توانائی کے ذرات جو سورج کے ماحول میں گہرائی میں داخل ہوتے ہیں سائنسدانوں کو سورج کے ایک غیر دریافت شدہ علاقے کی تحقیقات میں مدد مل سکتی ہے۔ HAWC ان اعلی توانائی والے ذرات کے لیے منفرد طور پر حساس ہے، کیونکہ رصد گاہ لارج ہیڈرون کولائیڈر میں پیدا ہونے والی توانائیوں سے بھی زیادہ توانائیوں کی گاما شعاعوں کی پیمائش کر سکتی ہے۔ "یہ ہمیں وہاں نئی ​​طبیعیات کا مطالعہ کرنے کے لیے ایک نئی لیب فراہم کرتا ہے،" نیسا نے کہا۔