വാർത്തകളിൽ എന്തുകൊണ്ട്?
ഒരു അക്രിഷൻ ഡിസ്കിൽ നിന്നുള്ള വികിരണം രണ്ട് ബ്ലേസറുകളുടെ എക്സ്-റേകൾക്ക് സംഭാവന നൽകിയേക്കാം എന്നതിന് ഒരു ഇന്ത്യൻ ഗവേഷണ പഠനം തെളിവ് കണ്ടെത്തി. സെപ്റ്റംബർ 25-ന് ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക വകുപ്പ് (Department of Science and Technology) എടുത്തുകാണിച്ച ഈ സൃഷ്ടി രണ്ട് ബഹിരാകാശ ഉപകരണങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഒരേസമയത്തുള്ള നിരീക്ഷണങ്ങളെ സംയോജിപ്പിക്കുന്നു. തങ്ങളുടെ ശക്തമായ ജെറ്റ് ഏതാണ്ട് ഭൂമിക്ക് (Earth) നേരെ ചൂണ്ടുന്ന ഒരു സജീവ ഗാലക്സിയാണ് ബ്ലേസർ, ഇത് ജെറ്റിനെ അസാധാരണമാംവിധം ശോഭയുള്ളതാക്കുന്നു. ആ തെളിച്ചത്തിന് അതിൻ്റെ കേന്ദ്ര തമോദ്വാരത്തിന് ചുറ്റുമുള്ള സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ മറ്റ് ഭാഗങ്ങളെ മറയ്ക്കാൻ കഴിയും. താരതമ്യേന ശാന്തമായ അവസ്ഥകൾ പരിശോധിക്കുന്നതിലൂടെ, ഒരു അധിക ഘടകത്താൽ മികച്ച രീതിയിൽ വിശദീകരിക്കുന്ന സ്പെക്ട്രം ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി. മർക്കേറിയൻ 501-ന് (Markarian 501) റിപ്പോർട്ട് ചെയ്ത ആദ്യ സൂചന ഉൾപ്പെടെ, ഡിസ്ക് എമിഷൻ ആയിരിക്കാം എന്ന് അവർ ഇതിനെ വ്യാഖ്യാനിക്കുന്നു, എന്നാൽ ആ വ്യാഖ്യാനം സ്ഥിരീകരിക്കുന്നതിന് കൂടുതൽ നിരീക്ഷണങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്.
എന്താണ് ഒരു ഗാലക്സിയെ "സജീവമാക്കുന്നത്"?
പല ഗാലക്സികളുടെയും മധ്യഭാഗത്ത് അതിബൃഹത്തായ തമോദ്വാരം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. നിലനിൽക്കുന്നതുകൊണ്ട് മാത്രം ഒരു തമോദ്വാരം തിളക്കമുള്ളതാകുന്നില്ല. ചുറ്റുമുള്ള ദ്രവ്യം അതിന് ചുറ്റുമുള്ള പരിതസ്ഥിതിയിലൂടെ നീങ്ങുമ്പോൾ ഊർജ്ജം പുറപ്പെടുവിക്കുമ്പോഴാണ് തിളക്കമുള്ള പ്രവർത്തനം സംഭവിക്കുന്നത്. ദ്രവ്യം ഉള്ളിലേക്ക് നീങ്ങുന്ന ഭ്രമണ ഘടനയായ ഒരു അക്രിഷൻ ഡിസ്കിൽ (accretion disc) പദാർത്ഥത്തിന് ശേഖരിക്കാനാകും. പഠിക്കുന്ന വികിരണം വരുന്നത് ഈ പരിതസ്ഥിതിയിൽ നിന്നാണ്, അല്ലാതെ തമോദ്വാരത്തിൻ്റെ ഉള്ളിൽ നിന്ന് രക്ഷപ്പെടുന്ന പ്രകാശത്തിൽ നിന്നല്ല.
ചില സജീവ ഗാലക്സി ന്യൂക്ലിയസുകളും വേഗത്തിൽ ചലിക്കുന്ന കണങ്ങളുടെ ഇടുങ്ങിയ ജെറ്റുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. ഒരു ജെറ്റ് നമ്മുടെ കാഴ്ചയുടെ രേഖയിലേക്ക് അടുപ്പിക്കുമ്പോൾ, ഒബ്ജക്റ്റിനെ ഒരു ബ്ലേസർ ആയി തരംതിരിക്കുന്നു. പ്രകാശവേഗതയോട് ചേർന്നുള്ള ചലനം ആ ദിശയിലുള്ള ഒരു നിരീക്ഷകന് ജെറ്റ് എത്രത്തോളം തെളിച്ചമുള്ളതായി കാണപ്പെടുന്നുവെന്നത് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. അതിനാൽ അസാധാരണമായ രൂപം വിശദീകരിക്കാൻ ഓറിയൻ്റേഷൻ സഹായിക്കുന്നു. ഭൂമി വസ്തുവിനോട് അദ്വിതീയമായി അടുത്തിരിക്കുന്നുവെന്നോ ഓരോ സജീവ ഗാലക്സിയും ഒരു ബ്ലേസർ ആണെന്നോ ഇതിനർത്ഥമില്ല.
എന്തുകൊണ്ടാണ് ഡിസ്ക് കാണാൻ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ളത്
കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളിലൂടെ വേഗത്തിൽ ചാർജ് ചെയ്യപ്പെട്ട കണികകൾ സിൻക്രോട്രോൺ വികിരണം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയ ജെറ്റിൻ്റെ ഔട്ട്പുട്ടിന് ശക്തമായി സംഭാവന ചെയ്യുന്നു. അളന്ന പ്രകാശത്തിൽ ജെറ്റ് ആധിപത്യം പുലർത്തുകയാണെങ്കിൽ, ദുർബലമായ ഘടകങ്ങളെ വേർതിരിച്ചറിയാൻ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. ഒരു ജെറ്റിൻ്റെ തെളിച്ചം കുറയുന്നത് ആ ഘടകങ്ങളെ പരിശോധിക്കുന്നതിനുള്ള മികച്ച അവസരം സൃഷ്ടിക്കും, അപ്പോൾ മുഴുവൻ വസ്തുവും മങ്ങിയതായി കാണപ്പെടുന്നുണ്ടെങ്കിലും. ഈ ക്രമീകരണത്തിൽ, ശാന്തമായ അവസ്ഥയ്ക്ക് നാടകീയമായ ഒരു ജ്വാല മറയ്ക്കുന്ന വിവരങ്ങൾ നൽകാൻ കഴിയും.
ഗവേഷകർ അറിയപ്പെടുന്ന നാല് ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളെക്കുറിച്ച് പഠിച്ചു: മർക്കേറിയൻ 421 (Markarian 421), മർക്കേറിയൻ 501, PG 1553+113 (PG 1553+113), PKS 2155-304 (PKS 2155-304). അവ ബിഎൽ ലാസെർട്ടേ (BL Lacertae) ക്ലാസ് ബ്ലേസറുകളിൽ പെട്ടവയാണ്, അവയുടെ സ്പെക്ട്രങ്ങളിൽ പ്രമുഖ ഉദ്വമന രേഖകൾ ദുർബലമായതോ ഇല്ലാത്തതോ ആണ്. ഈ കാറ്റലോഗ് പേരുകൾ പ്രത്യേക ജ്യോതിശാസ്ത്ര വസ്തുക്കളെ തിരിച്ചറിയുന്നു. അവ പുതുതായി കണ്ടെത്തിയ നാല് ഗാലക്സികളോ പുതുതായി രൂപപ്പെട്ട നാല് തമോദ്വാരങ്ങളോ അല്ല.
രണ്ട് ഉപകരണങ്ങൾ വിശാലമായ കാഴ്ച നൽകുന്നു
നൈനിറ്റാളിലെ (Nainital) ആര്യഭട്ട റിസർച്ച് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ഒബ്സർവേഷണൽ സയൻസസിലെ (Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences) റിയ ഭൗമിക് (Riya Bhowmick), അലോക് സി. ഗുപ്ത (Alok C. Gupta) എന്നിവരാണ് പഠനം നടത്തിയത്. ഇത് NICER (NICER) എന്നറിയപ്പെടുന്ന ന്യൂട്രോൺ സ്റ്റാർ ഇൻ്റീരിയർ കോമ്പോസിഷൻ എക്സ്പ്ലോററും (Neutron star Interior Composition Explorer) ന്യൂക്ലിയർ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പിക് ടെലിസ്കോപ്പ് അറേ (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), അല്ലെങ്കിൽ NuSTAR (NuSTAR) ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇവ രണ്ടും യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിൻ്റെ (United States) നാഷണൽ എയറോനോട്ടിക്സ് ആൻഡ് സ്പേസ് അഡ്മിനിസ്ട്രേഷനുമായി (National Aeronautics and Space Administration), അഥവാ NASA (NASA) യുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. എക്സ്-റേ ശ്രേണിയുടെ വ്യത്യസ്തവും എന്നാൽ പരസ്പര പൂരകവുമായ ഭാഗങ്ങൾ അവർ നിരീക്ഷിക്കുന്നു.
NICER ഇൻ്റർനാഷണൽ സ്പേസ് സ്റ്റേഷനിൽ (International Space Station) ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു കൂടാതെ കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജം അല്ലെങ്കിൽ "സോഫ്റ്റ്" എക്സ്-റേ അളവുകൾ നൽകുന്നു. NuSTAR ഉയർന്ന ഊർജ്ജം അല്ലെങ്കിൽ "ഹാർഡ്" എക്സ്-റേകൾ നിരീക്ഷിക്കുന്നു. ഈ ലേബലുകൾ ഫോട്ടോൺ എനർജിയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, അല്ലാതെ റേഡിയേഷൻ്റെ ഫിസിക്കൽ ഘടനയെയല്ല. രണ്ട് ഡാറ്റാസെറ്റുകളും സ്വന്തമായി നൽകുന്നതിനേക്കാൾ വിശാലമായ ശ്രേണിയിലുടനീളം സിഗ്നലിൻ്റെ രൂപം പരിശോധിക്കാൻ രണ്ട് ഉപകരണങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഗവേഷകരെ സഹായിക്കുന്നു.
ബ്ലേസറുകൾ വ്യത്യാസപ്പെടുന്നതിനാൽ ഒരേസമയത്തുള്ള നിരീക്ഷണം പ്രധാനമാണ്. ഒരു അവസ്ഥയിൽ നിന്നുള്ള കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ അളവും മറ്റൊന്നിൽ നിന്നുള്ള ഉയർന്ന ഊർജ്ജ അളവും സംയോജിപ്പിക്കുന്നത് തെറ്റിദ്ധരിപ്പിക്കുന്ന സ്പെക്ട്രം സൃഷ്ടിച്ചേക്കാം. കണ്ടെത്തിയ വികിരണം ഊർജ്ജത്തിലുടനീളം എങ്ങനെ വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നുവെന്ന് ഒരു സ്പെക്ട്രം കാണിക്കുന്നു. സമയത്തെ പൊരുത്തപ്പെടുന്ന നിരീക്ഷണങ്ങൾ ഒരു ഭൗതിക വിശദീകരണം മുഴുവൻ വിതരണത്തിനും അനുയോജ്യമാണോ എന്ന് ചോദിക്കുന്നത് കൂടുതൽ അർത്ഥവത്താക്കുന്നു.
വിശകലനം എന്താണ് കണ്ടെത്തിയത്
സംഘം 13 ജോടിയാക്കിയ സ്പെക്ട്രകളെ വിശകലനം ചെയ്തു. ജെറ്റുമായി ബന്ധപ്പെട്ട എമിഷനെ വിവരിക്കാൻ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു വളഞ്ഞ മോഡൽ ഏഴെണ്ണത്തിന് മതിയായ രീതിയിൽ യോജിച്ചു. നാല് മർക്കേറിയൻ 421 സ്പെക്ട്രകൾക്കും രണ്ട് മർക്കേറിയൻ 501 സ്പെക്ട്രകൾക്കും തൃപ്തികരമായ ഫിറ്റിനായി ഒരു അധിക ഘടകം ആവശ്യമാണ്. ഉറവിടങ്ങൾ മിതമായതോ താഴ്ന്നതോ ആയ അല്ലെങ്കിൽ താഴ്ന്ന നിലയിലായിരിക്കുമ്പോഴാണ് ഈ കേസുകൾ സംഭവിച്ചത്. അക്രിഷൻ ഡിസ്കിൽ നിന്നുള്ള റേഡിയേഷനുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന തെളിവായി രചയിതാക്കൾ അധിക സംഭാവനയെ വ്യാഖ്യാനിച്ചു.
ഇത് ഊർജ്ജ വിതരണത്തിൽ നിന്നുള്ള അനുമാനമാണ്, അല്ലാതെ ഡിസ്കിൻ്റെ നേരിട്ടുള്ള ഫോട്ടോയല്ല. വ്യത്യസ്ത പ്രക്രിയകൾ എങ്ങനെ വികിരണം ഉണ്ടാക്കുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള അനുമാനങ്ങൾ ഒരു മോഡലിന് അനുയോജ്യമാക്കുന്നതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നതിനാൽ വ്യത്യാസം പ്രധാനമാണ്. വിശദീകരണം ആവശ്യമുള്ള ഒരു പാറ്റേണിനെ അത് തിരിച്ചറിയുകയും വിശ്വസനീയമായ ഘടകത്തെ പരീക്ഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നതാണ് പഠനത്തിൻ്റെ മൂല്യം. ഭൗതിക ഉത്ഭവം സ്ഥിരീകരിക്കുന്നതിന് കൂടുതൽ നിരീക്ഷണങ്ങളും ഇതര വിശദീകരണങ്ങളുമായുള്ള താരതമ്യവും ആവശ്യമാണ്.
ചില മർക്കേറിയൻ 421 സ്പെക്ട്രകളിൽ വിശദീകരിക്കാനാകാത്ത സവിശേഷതയും ഗവേഷകർ ശ്രദ്ധിച്ചു. ഇത് ഗാലക്സിയെക്കാൾ ഉപകരണത്തിൽ നിന്നോ പശ്ചാത്തലത്തിൽ നിന്നോ ഉണ്ടാകാൻ അവർ വ്യക്തമായി അനുവദിച്ചു. അതിനാൽ ഡാറ്റയിൽ ദൃശ്യമാകുന്ന ഒരു സവിശേഷത സ്വയമേവ പുതിയ കെമിക്കൽ ഒപ്പോ അല്ലെങ്കിൽ ആകാശ പ്രതിഭാസമോ അല്ല. മെഷർമെൻ്റ് സിസ്റ്റത്തിൽ നിന്ന് ജ്യോതിശാസ്ത്ര സിഗ്നലിനെ വേർതിരിക്കുന്നത് ശാസ്ത്രീയ ഫലത്തിൻ്റെ ഭാഗമാണ്, അല്ലാതെ ഒരു ഓപ്ഷണൽ യോഗ്യതയല്ല.
ഇവിടെ "ഉയർന്ന ഊർജ്ജം" അർത്ഥമാക്കുന്നത്
അത്യന്തം ഊർജ്ജസ്വലമായ ഗാമാ-റേ ഫോട്ടോണുകൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നതിനാൽ ഈ വസ്തുക്കൾ ടെറാ-ഇലക്ട്രോൺവോൾട്ട് ബ്ലേസറുകൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു. ഒരു ടെറാ-ഇലക്ട്രോൺവോൾട്ട് ഒരു ട്രില്യൺ ഇലക്ട്രോൺവോൾട്ടുകൾക്ക് തുല്യമാണ്, അതൊരു ഊർജ്ജ യൂണിറ്റാണ്. വിവരണം ഫോട്ടോൺ ഊർജ്ജത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഗാലക്സിയുടെ മുഴുവൻ താപനിലയെയോ അതിൻ്റെ ജെറ്റിൻ്റെ മൊത്തം ശക്തിയെയോ അല്ല. ഇപ്പോഴത്തെ പഠനം ഇതേ വിശാലമായ സംവിധാനങ്ങളെ അന്വേഷിക്കാൻ എക്സ്-റേ പരിശോധിക്കുന്നു; എക്സ്-റേകളും ഗാമാ രശ്മികളും പരസ്പരം മാറ്റാവുന്ന അളവുകളാണെന്ന അവകാശവാദമല്ല ഇത്.
ഡിസ്കും ജെറ്റ് എമിഷനും തമ്മിലുള്ള സന്തുലിതാവസ്ഥ മനസ്സിലാക്കുന്നത് ദ്രവ്യം തമോദ്വാരത്തിന് എങ്ങനെ ആഹാരം നൽകുന്നുവെന്നും അതിൻ്റെ ചുറ്റുപാടുകളെ ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നുവെന്നും വിശദീകരിക്കാൻ സഹായിക്കും. ഒരു ഘടകം മറ്റുള്ളവയെ അടിച്ചമർത്തുമ്പോൾ ആ ബന്ധം പഠിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്. നിർദ്ദിഷ്ട ഡിസ്ക് സിഗ്നൽ ആവർത്തിക്കുന്നുണ്ടോ എന്ന് പരിശോധിക്കാനുള്ള ഒരു വഴി വ്യത്യസ്ത തെളിച്ച അവസ്ഥകളിലെ ആവർത്തിച്ചുള്ള നിരീക്ഷണങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. ഒരു അസാധാരണമായ സ്പെക്ട്രത്തേക്കാൾ നിരീക്ഷണങ്ങളിലുടനീളമുള്ള ഉടമ്പടി വ്യാഖ്യാനത്തെ ശക്തമാക്കും.
ഉപസംഹാരം
ഒരു ബ്ലേസറിൻ്റെ സാധാരണയായി മറഞ്ഞിരിക്കുന്ന ഭാഗം അന്വേഷിക്കാൻ പഠനം തെളിച്ചത്തിലെ മാറ്റം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ശാന്തമായ ജെറ്റ് അവസ്ഥകളിൽ അക്രിഷൻ-ഡിസ്ക് സംഭാവനയ്ക്ക് അനുയോജ്യമായ തെളിവാണ് അതിൻ്റെ കേന്ദ്ര കണ്ടെത്തൽ, അല്ലാതെ ഓരോ ബ്ലേസറിനെക്കുറിച്ചും തീർപ്പുകൽപ്പിച്ച അവകാശവാദമല്ല. കൂടുതൽ നിരീക്ഷണങ്ങൾ സിഗ്നൽ പുനർനിർമ്മിക്കുകയും ഇതര അല്ലെങ്കിൽ ഉപകരണ ഇഫക്റ്റുകളിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചറിയുകയും ചെയ്യുന്നുണ്ടോ എന്നതാണ് അടുത്ത പരിശോധന. അങ്ങനെയാണ് കൗതുകകരമായ സ്പെക്ട്രൽ പാറ്റേൺ സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ കൂടുതൽ സുരക്ഷിതമായ അക്കൗണ്ടായി മാറുന്നത്.