पहली बार 2007 में खोजा गया, तेज़ रेडियो विस्फोट एक रहस्यमय, दूर के ब्रह्मांड से रेडियो उत्सर्जन की मिलीसेकंड-लंबी चमक है। उनकी उत्पत्ति अनिश्चित बनी हुई है, विशेषकर इसलिए क्योंकि अधिकांश को एक बार देखा जाता है और फिर कभी नहीं। नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करने वाले खगोलविदों ने अब तक देखे गए सबसे दूर के फास्ट रेडियो बर्स्ट (एफआरबी) की मेजबान आकाशगंगा की खोज की है। उनकी खोज का निहितार्थ है कि किस प्रकार की ऊर्जावान घटना इन विस्फोटों को उत्पन्न करती है।
साइंस जर्नल में गुरुवार को प्रकाशित अध्ययन की मुख्य लेखिका, सिडनी विश्वविद्यालय की मनीषा कालेब ने कहा, “तेज रेडियो विस्फोटों को दिलचस्प बनाने वाली बात यह है कि हम नहीं जानते कि उन्हें क्या बनाता है। हमारे पास इस बारे में सिद्धांत हैं कि कौन सी वस्तुएं उन्हें बनाती हैं, लेकिन हमारे पास ठोस सबूत नहीं हैं।”
मीरट्रैप टीम ने मीरकैट टेलीस्कोप का उपयोग करके 4 मार्च, 2024 को विस्फोट का पता लगाया, जिसे उसने FRB 20240304B नाम दिया। विस्फोट के रेडियो डेटा से पता चलता है कि यह बहुत दूर था, शायद आज तक देखा गया सबसे दूर का विस्फोट। उस दूरी की पुष्टि करने के लिए, खगोलविदों को इसकी मेजबान आकाशगंगा का अध्ययन करना चाहिए। हालाँकि वे एफआरबी के स्थान को बहुत सटीकता से जानते थे, लेकिन दुनिया की सबसे बड़ी ज़मीन-आधारित दूरबीनें आकाश में उस स्थान पर किसी भी आकाशगंगा को देखने में असमर्थ थीं। परिणामस्वरूप, टीम ने वेब टेलीस्कोप की ओर रुख किया।
नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप का NIRCam (इन्फ्रारेड कैमरा के पास) FRB 20240304B नामक तेज़ रेडियो विस्फोट की मेजबान आकाशगंगा का पता लगाने में सक्षम था, जिसका स्थान सफेद क्रॉस द्वारा दिखाया गया है। उन्होंने पाया कि यह एक छोटी तारा बनाने वाली बौनी आकाशगंगा थी।
चित्र: NASA, ESA, CSA, STScI, थेमिया नानायक्कारा (USYD); छवि प्रसंस्करण: जोसेफ डेपास्क्वेल (STScI)
वेब के NIRCam (नियर-इन्फ्रारेड कैमरा) उपकरण ने सही जगह पर एक आकाशगंगा पाई, और इसके NIRSpec (नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोमीटर) उपकरण ने आकाशगंगा के रेडशिफ्ट का सटीक माप प्रदान किया: 2.148, बिग बैंग के 3 अरब साल बाद। आज तक खोजे गए अधिकांश एफआरबी ब्रह्मांडीय इतिहास में अरबों साल बाद पाए गए हैं।
टीम ने पाया कि FRB 20240304B की मेजबान आकाशगंगा FRBs वाली अन्य आकाशगंगाओं की तरह विशिष्ट नहीं है। अधिकांश एफआरबी आकाशगंगाएँ विशाल तारा बनाने वाली आकाशगंगाएँ हैं, लेकिन उन्हें जो मिली वह उनकी अपेक्षा से 1,000 गुना कम विशाल थी।
कालेब ने कहा, “हमने सोचा था कि यह बहुत सारे सितारों वाली एक बड़ी, साफ-सुथरी आकाशगंगा होगी, लेकिन इसके बजाय यह एक छोटी बौनी आकाशगंगा है, हालांकि यह सक्रिय रूप से तारे बना रही है।”
मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के बेन स्टॉपर्स ने कहा, “हमारे पास मौजूद संपूर्ण आकाशगंगा के नमूने में मेज़बान सबसे अलग है। यह निश्चित रूप से वह नहीं है जिसकी हमें उम्मीद थी।” “हम इन दूर के विस्फोटों का पता लगाने और स्थानीयकरण करने और उनके मेजबानों का अध्ययन करने के लिए मीरकैट टेलीस्कोप पर मीरट्रैप कार्यक्रम का उपयोग करने के लिए बहुत उत्साहित हैं।”
आकाशगंगा “ब्रह्मांडीय दोपहर” की ऊंचाई पर थी – ब्रह्मांड के इतिहास में वह समय जब तारा निर्माण अपने चरम पर था। आकाशगंगा की तारा निर्माण दर से पता चलता है कि इसके अधिकांश तारे केवल 30 मिलियन वर्षों के भीतर बन गए होंगे।
तेज़ रेडियो विस्फोटों की उत्पत्ति के लिए इसका महत्वपूर्ण प्रभाव है। एक सिद्धांत बताता है कि एफआरबी की उत्पत्ति दो न्यूट्रॉन सितारों के विलय से हो सकती है। हालाँकि, न्यूट्रॉन सितारों की परिक्रमा करने की प्रक्रिया में अरबों साल लगने की उम्मीद है जब तक कि वे धीरे-धीरे करीब और करीब न आ जाएँ और टकरा न जाएँ। नतीजतन, एफआरबी के अधिक विकसित तारकीय आबादी वाली पुरानी आकाशगंगाओं से जुड़े होने की उम्मीद है।
एक दूसरे सिद्धांत का प्रस्ताव है कि एफआरबी तारकीय भूकंप के समान एक तंत्र के माध्यम से एक एकल, युवा, अत्यधिक चुंबकीय न्यूट्रॉन तारे से बन सकते हैं जिसे मैग्नेटर कहा जाता है। यदि ऐसा है, तो एक विशाल तारा सुपरनोवा के रूप में विस्फोट करता है और एक चुंबक छोड़ता है, तो एफआरबी बिना अधिक समय की देरी के अपेक्षाकृत तेज़ी से घटित हो सकता है। परिणामस्वरूप, एफआरबी युवा आकाशगंगाओं में भी पाए जाने की उम्मीद है, जैसे कि एफआरबी 20240304बी का मेजबान।
कालेब ने कहा, “हमारे काम से पता चलता है कि यह अत्यधिक संभावना नहीं है कि यह एफआरबी विलय द्वारा तैयार किया गया था।”
ऑस्ट्रेलिया के सिडनी विश्वविद्यालय के सह-लेखक थेमिया नानायक्कारा ने कहा, “हमारे नतीजे वेब की अद्भुत क्षमता को प्रदर्शित करते हैं, जहां हम सीमाओं को पहले की सीमाओं से परे ले जा सकते हैं।”
रिकॉर्ड-ब्रेकर होने के अलावा, नए एफआरबी ने टीम को विस्फोट और पृथ्वी के बीच अरबों प्रकाश-वर्ष की खाली जगह के बारे में अधिक जानने में मदद की।
सह-लेखक जे. जेवियर प्रोचस्का ने कहा, “एक तेज़ रेडियो विस्फोट एक ब्रह्मांडीय टॉर्च की तरह है। यह अपने रास्ते में आने वाली हर चीज़ को रोशन कर देता है। यह जिस भी चीज़ से गुज़रता है उसकी छाप रखता है – इसलिए ‘कॉस्मिक वेब’ – और इसका उपयोग अन्यथा अदृश्य पदार्थ और संरचनाओं का पता लगाने के लिए किया जा सकता है।”
टीम ने एफआरबी के सिग्नल में दो ब्रह्मांडीय प्रणालियों की छाप का पता लगाया – 0.3 (पृथ्वी से लगभग 3.5 बिलियन प्रकाश वर्ष) की रेडशिफ्ट पर एक पूर्व अज्ञात आकाशगंगा समूह और पृथ्वी से 54 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर स्थित निकटवर्ती कन्या समूह।
नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करने वाले खगोलविद सबसे दूर ज्ञात फास्ट रेडियो बर्स्ट (एफआरबी) आकाशगंगा का अध्ययन करने में सक्षम हुए हैं। उन्होंने पुष्टि की कि इसमें 2.148 का ब्रह्माण्ड संबंधी रेडशिफ्ट है और एफआरबी बिग बैंग के केवल 3 अरब साल बाद हुआ था।
विवरण: नासा, ईएसए, सीएसए, जोसेफ ओल्मस्टेड (एसटीएससीआई); विज्ञान: मनीषा कालेब (एसआईएफए)
भविष्य में, टीम अधिक दूर के एफआरबी का पता लगाने की क्षमता से उत्साहित है। उनका अनुमान है कि मीरकैट टेलीस्कोप 1.0 से अधिक रेडशिफ्ट पर प्रति वर्ष कई एफआरबी का पता लगा सकता है और स्थानीयकृत कर सकता है, जिसका अर्थ है कि वे ब्रह्मांड की शुरुआत के आधे रास्ते पर थे। जैसे-जैसे अन्य नई रेडियो टेलीस्कोप सुविधाएं और उपकरण ऑनलाइन आएंगे, उस खोज में तेजी आएगी। वेब टेलीस्कोप उन दूरस्थ मेजबान आकाशगंगाओं को चिह्नित करने के लिए आवश्यक है।
जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप दुनिया की प्रमुख अंतरिक्ष विज्ञान प्रयोगशाला है। वेब हमारे सौर मंडल के रहस्यों को सुलझाता है, अन्य सितारों के आसपास की दूर की दुनिया को देखता है, और हमारे ब्रह्मांड और उसमें हमारे स्थान की रहस्यमय संरचनाओं और उत्पत्ति का पता लगाता है। वेब नासा के नेतृत्व में अपने साझेदारों ईएसए (यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी) और सीएसए (कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसी) के साथ एक अंतरराष्ट्रीय परियोजना है।
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