செய்திகளில் ஏன்?
இரண்டு பிளேசர்களின் (blazars) எக்ஸ்-கதிர்களுக்கு அக்ரீஷன் (accretion) வட்டில் இருந்து கதிர்வீச்சு பங்களிக்கக்கூடும் என்பதற்கான ஆதாரங்களை ஒரு இந்திய ஆராய்ச்சி ஆய்வு கண்டறிந்துள்ளது. செப்டம்பர் 25 அன்று அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத் துறையால் (Department of Science and Technology) சிறப்பிக்கப்பட்டது, இந்த வேலை இரண்டு விண்வெளி கருவிகளிலிருந்து ஒரே நேரத்தில் அவதானிப்புகளை ஒருங்கிணைக்கிறது. பிளேசர் என்பது ஒரு சுறுசுறுப்பான விண்மீன் ஆகும், அதன் சக்திவாய்ந்த ஜெட் (jet) பூமியை நோக்கிச் சுட்டிக்காட்டுகிறது, இதனால் ஜெட் வழக்கத்திற்கு மாறாக பிரகாசமாகக் காணப்படுகிறது. அந்த பிரகாசம் அதன் மையக் கருந்துளையைச் சுற்றியுள்ள அமைப்பின் மற்ற பகுதிகளை மறைக்க முடியும். ஒப்பீட்டளவில் அமைதியான நிலைகளை ஆராய்வதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு கூடுதல் கூறு மூலம் சிறப்பாக விளக்கப்படும் ஸ்பெக்ட்ராவை (spectra) கண்டறிந்தனர். மார்காரியன் 501-க்கான (Markarian 501) அறிவிக்கப்பட்ட முதல் அறிகுறி உட்பட, சாத்தியமான வட்டு உமிழ்வாக இதை அவர்கள் விளக்குகிறார்கள், ஆனால் அந்த விளக்கத்தை உறுதிப்படுத்த மேலும் ஆய்வுகள் தேவை.
ஒரு விண்மீனை "செயலில்" ஆக்குவது எது?
பல விண்மீன் திரள்கள் அவற்றின் மையத்தில் ஒரு பெரிய கருந்துளையைக் கொண்டுள்ளன. கருந்துளை வெறுமனே இருப்பதன் மூலம் ஒளிரும் இல்லை. சுற்றியுள்ள பொருள்கள் அதைச் சுற்றியுள்ள சூழல் வழியாக நகரும் போது ஆற்றலை வெளியிடும் போது பிரகாசமான செயல்பாடு ஏற்படுகிறது. பொருள் ஒரு அக்ரீஷன் வட்டில் (accretion disc) சேகரிக்கலாம், சுழலும் கட்டமைப்பின் மூலம் பொருள் உள்நோக்கி நகரும். ஆய்வு செய்யப்படும் கதிர்வீச்சு இந்தச் சூழலில் இருந்து வருகிறது, கருந்துளையின் உட்புறத்தில் இருந்து தப்பிக்கும் ஒளியில் இருந்து அல்ல.
சில செயலில் உள்ள விண்மீன் கருக்கள் வேகமாக நகரும் துகள்களின் குறுகிய ஜெட்களையும் உருவாக்குகின்றன. ஒரு ஜெட் நமது பார்வைக்கு நெருக்கமாகச் செலுத்தப்படும் போது, பொருள் பிளேசர் என வகைப்படுத்தப்படுகிறது. ஒளியின் வேகத்திற்கு அருகில் நகர்வது, அந்தத் திசையில் உள்ள பார்வையாளருக்கு ஜெட் எவ்வளவு பிரகாசமாகத் தோன்றுகிறது என்பதைப் பெருக்குகிறது. எனவே நோக்குநிலை அசாதாரண தோற்றத்தை விளக்க உதவுகிறது. பூமி பொருளுக்கு தனித்தன்மை வாய்ந்ததாக இருப்பதையோ அல்லது செயல்படும் ஒவ்வொரு விண்மீனும் ஒரு பிளேசர் என்பதையோ இது குறிக்கவில்லை.
வட்டைப் பார்ப்பது ஏன் கடினமாக இருக்கும்
காந்தப்புலங்கள் வழியாக நகரும் வேகமான சார்ஜ் (charged) செய்யப்பட்ட துகள்கள் சின்க்ரோட்ரான் (synchrotron) கதிர்வீச்சை வெளியிடுகின்றன. இந்தச் செயல்முறை ஜெட் வெளியீட்டிற்கு வலுவாகப் பங்களிக்கிறது. அளவிடப்பட்ட ஒளியில் ஜெட் ஆதிக்கம் செலுத்தினால், பலவீனமான கூறுகளை வேறுபடுத்துவது கடினம். ஒரு ஜெட் பிரகாசத்தின் குறைப்பு அந்தக் கூறுகளை ஆய்வு செய்யச் சிறந்த வாய்ப்பை உருவாக்கும், இருப்பினும் முழுப் பொருளும் மங்கலாகத் தோன்றும். இந்த அமைப்பில், அமைதியான நிலை ஒரு வியத்தகு விரிவடையச் செய்யும் தகவலை மறைக்க முடியும்.
மார்காரியன் 421 (Markarian 421), மார்காரியன் 501, பிஜி (PG) 1553+113 மற்றும் பி.கே.எஸ் (PKS) 2155-304 ஆகிய நான்கு பிரபலமான உயர்-ஆற்றல் மூலங்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆய்வு செய்தனர். அவை பிளேசர்களின் BL Lacertae வகுப்பைச் சேர்ந்தவை, அவற்றின் ஸ்பெக்ட்ராவில் பலவீனமான அல்லது முக்கிய உமிழ்வு கோடுகள் இல்லாததால் அறியப்படுகிறது. இந்த அட்டவணைப் பெயர்கள் குறிப்பிட்ட வானியல் பொருட்களை அடையாளம் காண்கின்றன. அவை புதிதாகக் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட நான்கு விண்மீன் திரள்கள் அல்லது புதிதாக உருவான நான்கு கருந்துளைகள் அல்ல.
இரண்டு கருவிகள் பரந்த பார்வையை வழங்குகின்றன
நைனிடாலில் (Nainital) உள்ள ஆர்யபட்டா ரிசர்ச் இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் அப்சர்வேஷனல் சயின்சஸில் (Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences) ரியா பெளமிக் (Riya Bhowmick) மற்றும் அலோக் சி. குப்தா (Alok C. Gupta) ஆகியோரால் இந்தப் பணி மேற்கொள்ளப்பட்டது. இது NICER என அழைக்கப்படும் நியூட்ரான் ஸ்டார் இன்டீரியர் காம்போசிஷன் எக்ஸ்ப்ளோரர் (Neutron star Interior Composition Explorer) மற்றும் NuSTAR எனப்படும் நியூக்ளியர் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபிக் டெலஸ்கோப் அரே (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்துகிறது. இரண்டும் அமெரிக்காவின் தேசிய ஏரோநாட்டிக்ஸ் அண்ட் ஸ்பேஸ் அட்மினிஸ்ட்ரேஷனுடன் (National Aeronautics and Space Administration - NASA) தொடர்புடையவை. அவை எக்ஸ்-ரே (X-ray) வரம்பின் வெவ்வேறு ஆனால் நிரப்புப் பகுதிகளைக் கவனிக்கின்றன.
NICER சர்வதேச விண்வெளி நிலையத்தில் பொருத்தப்பட்டுள்ளது மற்றும் குறைந்த-ஆற்றல் அல்லது "மென்மையான" எக்ஸ்-ரே அளவீடுகளை வழங்குகிறது. NuSTAR அதிக ஆற்றல், அல்லது "கடினமான" எக்ஸ்-கதிர்களைக் கவனிக்கிறது. இந்த லேபிள்கள் கதிர்வீச்சின் உடல் அமைப்பைக் குறிக்காமல் ஃபோட்டான் (photon) ஆற்றலைக் குறிக்கின்றன. இரண்டு கருவிகளையும் பயன்படுத்துவது, தனித்தனி தரவுத்தொகுப்பு வழங்குவதை விடப் பரந்த அளவிலான சிக்னலின் (signal) வடிவத்தை ஆராய ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு உதவுகிறது.
பிளேசர்கள் மாறுபடுவதால் ஒரே நேரத்தில் கவனிப்பது முக்கியம். குறைந்த-ஆற்றல் அளவீட்டை ஒரு நிலையிலிருந்து மற்றொன்றிலிருந்து அதிக-ஆற்றல் அளவீடுடன் இணைப்பது தவறான நிறமாலையை உருவாக்கலாம். ஒரு ஸ்பெக்ட்ரம் கண்டறியப்பட்ட கதிர்வீச்சு ஆற்றல் முழுவதும் எவ்வாறு விநியோகிக்கப்படுகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. அவதானிப்புகளை சரியான நேரத்தில் பொருத்துவது, ஒரு இயற்பியல் விளக்கம் முழுப் பரவலையும் பொருத்துமா என்று கேட்பதை மிகவும் அர்த்தமுள்ளதாக ஆக்குகிறது.
பகுப்பாய்வு கண்டறிந்தது என்ன
குழு 13 இணைக்கப்பட்ட ஸ்பெக்ட்ராவை ஆய்வு செய்தது. ஜெட் தொடர்பான உமிழ்வை விவரிக்கப் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் வளைந்த மாதிரி ஏழுக்கு போதுமானதாகப் பொருத்தியது. மார்காரியன் 421-ன் நான்கு ஸ்பெக்ட்ரா மற்றும் மார்காரியன் 501-ல் இரண்டுக்கு ஒரு திருப்திகரமான பொருத்தத்திற்காக கூடுதல் கூறு தேவைப்பட்டது. ஆதாரங்கள் மிதமான-முதல்-குறைந்த அல்லது குறைந்த நிலையில் இருந்தபோது இந்த வழக்குகள் நிகழ்ந்தன. ஆசிரியர்கள் அக்ரீஷன் வட்டில் இருந்து கதிர்வீச்சுடன் ஒத்துப்போகும் சான்றுகளாக கூடுதல் பங்களிப்பை விளக்கினர்.
இது ஆற்றல் விநியோகத்தில் இருந்து எடுக்கப்பட்ட ஒரு அனுமானமாகும், இது வட்டின் நேரடி புகைப்படம் அல்ல. வெவ்வேறு செயல்முறைகள் எவ்வாறு கதிர்வீச்சை உருவாக்குகின்றன என்பதைப் பற்றிய அனுமானங்களை ஒரு மாதிரியை பொருத்துவது உள்ளடக்கியதால் வேறுபாடு முக்கியமானது. விளக்கமளிக்க வேண்டிய வடிவத்தை அடையாளம் கண்டு நம்பத்தகுந்த ஒரு கூறை சோதிப்பதே ஆய்வின் மதிப்பாகும். இயற்பியல் தோற்றத்தை உறுதிப்படுத்த மேலும் ஆய்வுகள் மற்றும் மாற்று விளக்கங்களுடன் ஒப்பிடுதல் தேவை.
சில மார்காரியன் 421 ஸ்பெக்ட்ராவில் விவரிக்கப்படாத அம்சத்தையும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் குறிப்பிட்டனர். அது விண்மீனை விடக் கருவி அல்லது பின்னணியிலிருந்து உருவாகலாம் என்பதை அவர்கள் வெளிப்படையாக அனுமதித்தனர். ஆகையால், தரவுகளில் தோன்றும் அம்சம் தானாக ஒரு புதிய இரசாயன கையொப்பம் அல்லது வானப் நிகழ்வு அல்ல. வானியல் சமிக்ஞையை அளவீட்டு முறையிலிருந்து பிரிப்பது விஞ்ஞான முடிவின் ஒரு பகுதியாகும், இது விருப்பத் தகுதி அல்ல.
இங்கே "உயர்-ஆற்றல்" என்றால் என்ன
இந்த பொருள்கள் டெரா-எலக்ட்ரான்வோல்ட் (tera-electronvolt) பிளேசர்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை அதிக ஆற்றல் கொண்ட காமா-கதிர் (gamma-ray) ஃபோட்டான்களை வெளியிடுகின்றன. ஒரு டெரா-எலக்ட்ரான்வோல்ட் ஒரு ட்ரில்லியன் (trillion) எலக்ட்ரான்வோல்ட்டுகளுக்குச் சமம், ஆற்றல் அலகு. விளக்கம் ஃபோட்டான் ஆற்றல்களைக் குறிக்கிறது, முழு விண்மீனின் வெப்பநிலை அல்லது அதன் ஜெட் மொத்த சக்தி அல்ல. அதே பரந்த அமைப்புகளை ஆராய எக்ஸ்-கதிர்களை தற்போதைய ஆய்வு ஆராய்கிறது; இது எக்ஸ்-கதிர்கள் மற்றும் காமா கதிர்கள் பரிமாற்றக் கூடிய அளவீடுகள் என்ற கூற்று அல்ல.
வட்டு மற்றும் ஜெட் உமிழ்வு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான சமநிலையைப் புரிந்துகொள்வது, ஒரு கருந்துளைக்கு எப்படி உணவளிக்கிறது மற்றும் அதன் சுற்றியுள்ள சூழல்களை மேம்படுத்துகிறது என்பதை விளக்க உதவும். ஒரு கூறு மற்றவர்களை மூழ்கடிக்கும் போது அந்த தொடர்பைப் படிப்பது கடினம். வெவ்வேறு பிரகாச நிலைகளின் போது மீண்டும் மீண்டும் அவதானிப்பது, முன்மொழியப்பட்ட வட்டு சிக்னல் மீண்டும் வருகிறதா என்று சோதிக்க ஒரு வழியை வழங்குகிறது. அவதானிப்புகள் முழுவதும் உடன்படிக்கை, ஒரு அசாதாரண ஸ்பெக்ட்ரத்தை விட விளக்கத்தை வலுவாக்கும்.
முடிவுரை
ஒரு பிளேசரின் பொதுவாக மறைக்கப்பட்ட பகுதியை ஆராய ஒரு பிரகாச மாற்றத்தை ஆய்வு பயன்படுத்துகிறது. அமைதியான ஜெட் நிலைகளின் போது அக்ரீஷன்-வட்டுப் பங்களிப்பைக் கொண்ட சான்றுகள் அதன் மையக் கண்டுபிடிப்பாகும், இது ஒவ்வொரு பிளேசரையும் பற்றிய ஒரு தீர்க்கப்பட்ட கூற்று அல்ல. அடுத்தடுத்த சோதனையானது, சிக்னலை மீண்டும் உருவாக்குவதுடன் அதை மாற்று அல்லது கருவி விளைவுகளிலிருந்து வேறுபடுத்துகிறதா என்பது பற்றியது. ஒரு சுவாரஸ்யமான நிறமாலை முறை அமைப்பின் இயற்பியலின் மிகவும் பாதுகாப்பான கணக்காக மாறுவது அப்படித்தான்.