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XRISM ने एक्स-रे का उपयोग करके न्यूट्रॉन स्टार पर गिरती हुई गैस का पता लगाया

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First brief 22 Sep, 12:12 am IST Updated 22 Sep, 12:12 am IST 0 developments 1 min read

XRISM spacecraft; artist’s concept — NASA/SVS · Public domain

Where it stands

खगोलविदों ने एक दूरस्थ दो-तारा प्रणाली में न्यूट्रॉन स्टार की ओर गिरती गैस का प्रत्यक्ष स्पेक्ट्रोस्कोपिक प्रमाण प्राप्त किया है। यह खोज गैस से गुजरने वाले एक्स-रे के XRISM अंतरिक्ष वेधशाला के मापन का उपयोग करती है। यह शोध 1 फरवरी 2025 को किए गए अवलोकनों का उपयोग करते हुए 18 सितंबर 2026 को प्रकाशित हुआ था। यह पहले के अवलोकनों से नया रिपोर्ट किया गया परिणाम है, न कि कोई नई फिल्माई गई घटना। न्यूट्रॉन स्टार, जिसे GX 301-2 कहा जाता है, एक बहुत बड़े साथी तारे की हवा से सामग्री खींचता है। वैज्ञानिकों को पहले से ही उम्मीद थी कि यह पकड़ी गई गैस प्रणाली के शक्तिशाली एक्स-रे उत्सर्जन के पीछे ऊर्जा की आपूर्ति करेगी। XRISM ने अधिक प्रत्यक्ष परीक्षण प्रदान किया: गैस में मौजूद लोहे ने विशेष एक्स-रे ऊर्जा को अवशोषित कर लिया, जिससे स्पेक्ट्रम में पहचानने योग्य अंतराल रह गए। उन अंतरालों की स्थिति ने न्यूट्रॉन स्टार की ओर गति का खुलासा किया। यह ईंधन के प्रस्तावित स्रोत को खगोलविदों द्वारा पाए जाने वाले विकिरण से जोड़ने में मदद करता है। परिणाम एक असाधारण रूप से घने तारकीय अवशेष से संबंधित है, न कि ब्लैक होल से। शोधकर्ता डिस्क के बदलते पैटर्न और गैस स्ट्रीम से न्यूट्रॉन स्टार के गुजरने पर अधिक प्रत्यक्ष प्रवाह का भी प्रस्ताव करते हैं। यह व्यापक अनुक्रम साक्ष्य की एक व्याख्या है, न कि सीधे फोटो खींची गई डिस्क की एक श्रृंखला।

Background

एक विशाल तारा अपने जीवन के अंत में एक अत्यंत घना कोर पीछे छोड़ सकता है। ऐसे अवशेष को न्यूट्रॉन स्टार कहा जाता है। कुछ न्यूट्रॉन तारे घूमते हैं और नियमित रूप से दोहराए जाने वाले विकिरण संकेत उत्पन्न करते हैं, यही कारण है कि खगोलविद उन्हें पल्सर कहते हैं। GX 301-2 एक पल्सर है जो BP Crucis प्रणाली में एक विशाल साथी की परिक्रमा कर रहा है। साथी तारा तारकीय हवा के माध्यम से सामग्री खो देता है, जो तारे से दूर जाने वाली गैस का प्रवाह है। जब उस गैस का कुछ हिस्सा न्यूट्रॉन स्टार के मजबूत गुरुत्वाकर्षण प्रभाव में प्रवेश करता है, तो इसे पकड़ा जा सकता है और यह अंदर की ओर गिर सकती है। गिरती हुई सामग्री ऊर्जा छोड़ती है और गर्म हो जाती है, जिससे एक्स-रे उत्सर्जन को शक्ति मिलती है। इस प्रक्रिया को अभिवृद्धि (accretion) कहा जाता है। सवाल यह नहीं है कि प्रणाली चमकती है या नहीं, बल्कि यह है कि क्या वैज्ञानिक उस सामग्री का पता लगा सकते हैं जो वास्तव में उस उत्सर्जन को पोषण दे रही है। स्पेक्ट्रोस्कोपी ऊर्जा के अनुसार विकिरण को अलग करके उस परीक्षण को संभव बनाती है। एक्स-रे स्रोत और टेलीस्कोप के बीच की गैस विशिष्ट ऊर्जा को हटा देती है, जिससे अवशोषण रेखाएं बनती हैं। जब गैस चलती है, तो रेखाएं अपनी प्रयोगशाला स्थिति से खिसक जाती हैं। XRISM के रिजॉल्व उपकरण ने प्रणाली की गति का हिसाब लगाने के बाद अंदर की ओर बढ़ने वाली सामग्री की पहचान करने के लिए उन छोटे बदलावों को सटीक रूप से मापा। इसलिए उपकरण एक भौतिक प्रक्रिया को प्रकट करता है जिसे एक साधारण तस्वीर अकेले नहीं दिखा सकती है।

How it developed

18 September 2026; research publication

How it started
खिसकी हुई लोहे की अवशोषण रेखाएं गैस प्रवाह की दिशा प्रकट करती हैं

अध्ययन क्रक्स तारामंडल में लगभग 13,000 प्रकाश वर्ष दूर BP Crucis प्रणाली की जांच करता है। इसका न्यूट्रॉन तारा लगभग हर 41.5 दिनों में विशाल साथी की परिक्रमा करता है। साथी की हवा गैस की एक धारा की आपूर्ति करती है जिसका सामना न्यूट्रॉन तारा अपनी कक्षा के दौरान करता है। रिजॉल्व ने कम ऊर्जा की ओर खिसकी हुई लोहे की अवशोषण रेखाओं का पता लगाया। कक्षीय गति का विश्लेषण करने के बाद, शोधकर्ताओं ने पल्सर के सापेक्ष अंदर की ओर बढ़ने वाली गैस की पहचान की। एक्स-रे चमक में गिरावट आने पर अवशोषण विशेषता भी गायब हो गई, जो प्रवाह और उत्सर्जन के बीच एक संबंध का समर्थन करती है। लेखक इन मापों का उपयोग यह जांचने के लिए करते हैं कि सामग्री एक कॉम्पैक्ट तारकीय वस्तु को कैसे पोषण देती है। उनके प्रस्तावित डिस्क परिवर्तन परीक्षण के लिए एक भौतिक स्पष्टीकरण बने हुए हैं, न कि यह दावा कि हर चरण प्रत्यक्ष रूप से देखा गया था।

NASA Science Advances

Why it matters for UPSC

GS3 · Space science and scientific instruments

GS3 के लिए, न्यूट्रॉन तारे, पल्सर, अभिवृद्धि और एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी को जोड़ें। स्पष्ट करें कि अवशोषण रेखाओं में बदलाव गति को कैसे प्रकट कर सकता है। एक उपकरण के मापे गए संकेत को बदलती खगोल भौतिकी प्रणाली की व्याख्या करने के लिए उपयोग किए जाने वाले व्यापक मॉडल से अलग करें।

Key terms

न्यूट्रॉन तारा (Neutron star)एक विशाल तारे के कोर के ढहने पर बनने वाला एक अत्यंत घना तारकीय अवशेष। इसमें सूर्य से अधिक द्रव्यमान हो सकता है जो केवल दसियों किलोमीटर में फैला होता है। न्यूट्रॉन तारा ब्लैक होल के समान नहीं है, भले ही दोनों ही आसपास की सामग्री को मजबूती से आकर्षित कर सकते हैं।

पल्सर (Pulsar)नियमित रूप से दोहराए जाने वाले विकिरण संकेतों के माध्यम से देखा जाने वाला एक घूर्णन न्यूट्रॉन तारा। पल्स खगोलविदों को इसके घूर्णन और परिवेश का अध्ययन करने में मदद करते हैं। GX 301-2 इस अध्ययन में पल्सर है; बहुत बड़ा साथी तारा उस गैस की आपूर्ति करता है जो इसे पोषण दे सकती है।

तारकीय हवा (Stellar wind)एक तारे से दूर बहने वाली गैस। दो-तारा प्रणाली में, उस बच निकलने वाली सामग्री का कुछ हिस्सा साथी के गुरुत्वाकर्षण द्वारा पकड़ा जा सकता है। इस कहानी में हवा विशाल तारे से आती है, जबकि न्यूट्रॉन तारा उस सामग्री का कुछ हिस्सा अंदर खींचता है।

अभिवृद्धि (Accretion)गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से किसी वस्तु द्वारा सामग्री का इकट्ठा होना। न्यूट्रॉन तारे की ओर गिरती गैस ऊर्जा छोड़ती है और एक्स-रे उत्सर्जित करने के लिए पर्याप्त गर्म हो सकती है। नए मापन केवल यह दिखाने के बजाय कि प्रणाली उज्ज्वल है, उस प्रवाह का पता लगाने में मदद करते हैं जो इस उत्सर्जन को शक्ति प्रदान करता है।

एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (X-ray spectroscopy)उनकी ऊर्जा द्वारा अलग किए गए एक्स-रे का मापन। विभिन्न परमाणु पहचान योग्य ऊर्जा पर विकिरण को अवशोषित या उत्सर्जित करते हैं, जिससे एक पैटर्न बनता है जिसे स्पेक्ट्रम कहा जाता है। यह पैटर्न गैस की संरचना और गति को प्रकट कर सकता है, ऐसी जानकारी जो एक सामान्य छवि प्रदान नहीं कर सकती है।

अवशोषण रेखा और रेडशिफ्ट (Absorption line and redshift)एक अवशोषण रेखा एक अंतराल है जहां गैस ने किसी विशेष ऊर्जा पर विकिरण को हटा दिया है। कम ऊर्जा की ओर खिसकने को रेडशिफ्ट कहा जाता है। यहां, रेखा खिसकती है और प्रणाली की ज्यामिति पल्सर की ओर गिरती गैस को प्रकट करती है। रेडशिफ्ट अकेले अभिवृद्धि का सार्वभौमिक संकेत नहीं है।

XRISM और रिजॉल्व (XRISM and Resolve)XRISM एक्स-रे इमेजिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपी मिशन है, जिसका नेतृत्व जापान द्वारा नासा की भागीदारी के साथ किया जाता है। रिजॉल्व उच्च सटीकता के साथ एक्स-रे ऊर्जा मापने के लिए इसका उपकरण है। इस अध्ययन में, उस सटीकता ने लोहे की अवशोषण रेखाओं में छोटे बदलावों को पता लगाने योग्य बना दिया।

अभिवृद्धि डिस्क (Accretion disk)केंद्रीय वस्तु को पोषण देने वाली सामग्री की एक घूर्णन व्यवस्था। सामग्री एक सीधे रास्ते पर गिरने के बजाय अंदर की ओर सर्पिलाकार हो सकती है। शोधकर्ता इस प्रणाली में बदलते डिस्क कॉन्फ़िगरेशन का प्रस्ताव करते हैं, लेकिन उन कॉन्फ़िगरेशन को प्रत्यक्ष रूप से फोटो खींचे गए चरणों के रूप में प्रस्तुत नहीं किया जाना चाहिए।

प्रकाश वर्ष (Light-year)दूरी की एक इकाई: प्रकाश एक वर्ष में कितनी दूर यात्रा करता है। यह कहना कि BP Crucis लगभग 13,000 प्रकाश वर्ष दूर है, इसकी दूरी का वर्णन करता है, न कि अनुसंधान की आयु का। अवलोकन की तारीख और प्रकाशन की तारीख उस दूरी से अलग हैं।

Sources (2)

Science Advances · Direct spectroscopic observation of matter falling onto a compact stellar object
NASA · official · NASA-JAXA XRISM mission sees pulsar gathering companion’s wind