‹ News Blitz Science & Technology Settled

ఎక్స్-రేలను ఉపయోగించి న్యూట్రాన్ స్టార్‌పై వాయువు పడటాన్ని కనుగొన్న XRISM

English हिंदी ಕನ್ನಡ മലയാളം தமிழ் తెలుగు

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

సుదూర టూ-స్టార్ సిస్టమ్‌లో న్యూట్రాన్ స్టార్ వైపు వాయువు పడటం యొక్క ప్రత్యక్ష స్పెక్ట్రోస్కోపిక్ సాక్ష్యాలను ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు పొందారు. ఈ ఆవిష్కరణ వాయువు గుండా వెళ్లే ఎక్స్-రేల యొక్క XRISM స్పేస్ అబ్జర్వేటరీ కొలతలను ఉపయోగిస్తుంది. ఫిబ్రవరి 1, 2025న చేసిన పరిశీలనలను ఉపయోగించి ఈ పరిశోధన సెప్టెంబర్ 18, 2026న ప్రచురించబడింది. ఇది కొత్తగా చిత్రీకరించబడిన సంఘటన కాదు, బదులుగా మునుపటి పరిశీలనల నుండి కొత్తగా నివేదించబడిన ఫలితం. GX 301-2 అని పిలువబడే న్యూట్రాన్ స్టార్ చాలా పెద్ద తోడు నక్షత్రం (companion star) యొక్క గాలి నుండి పదార్థాన్ని లాగుతుంది. బంధించబడిన ఈ వాయువు సిస్టమ్ యొక్క శక్తివంతమైన ఎక్స్-రే ఉద్గారం వెనుక శక్తిని అందిస్తుందని శాస్త్రవేత్తలు ఇప్పటికే ఆశించారు. XRISM మరింత ప్రత్యక్ష పరీక్షను అందించింది: వాయువులోని ఇనుము నిర్దిష్ట ఎక్స్-రే శక్తిని గ్రహించి, స్పెక్ట్రమ్‌లో గుర్తించదగిన ఖాళీలను వదిలివేసింది. ఆ ఖాళీల స్థానాలు న్యూట్రాన్ స్టార్ వైపు కదలికను వెల్లడించాయి. ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు కనుగొనే రేడియేషన్‌తో ఇంధనం యొక్క ప్రతిపాదిత మూలాన్ని అనుసంధానించడానికి ఇది సహాయపడుతుంది. ఫలితం బ్లాక్ హోల్‌కు సంబంధించినది కాదు, అసాధారణంగా దట్టమైన నక్షత్ర అవశేషానికి సంబంధించినది. న్యూట్రాన్ స్టార్ గ్యాస్ స్ట్రీమ్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు మారుతున్న డిస్క్ నమూనాలు మరియు మరింత ప్రత్యక్ష ప్రవాహాన్ని పరిశోధకులు ప్రతిపాదించారు. ఆ విస్తృత క్రమం ఆధారాల వివరణ, అంతేగాని నేరుగా ఫోటో తీసిన డిస్క్‌ల శ్రేణి కాదు.

Background

భారీ నక్షత్రం దాని జీవిత కాలాన్ని ముగించినప్పుడు చాలా దట్టమైన కోర్‌ను వదిలివేయగలదు. అటువంటి అవశేషాన్ని న్యూట్రాన్ స్టార్ అంటారు. కొన్ని న్యూట్రాన్ స్టార్‌లు భ్రమణం చేస్తాయి మరియు క్రమ వ్యవధిలో పునరావృత రేడియేషన్ సిగ్నల్స్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, అందుకే ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు వాటిని పల్సర్‌లు (pulsars) అని పిలుస్తారు. GX 301-2 అనేది BP Crucis (బిపి క్రూసిస్) సిస్టమ్‌లో భారీ తోడు నక్షత్రం చుట్టూ తిరిగే పల్సర్. తోడు నక్షత్రం స్టెల్లార్ విండ్ ద్వారా పదార్థాన్ని కోల్పోతుంది, ఇది నక్షత్రం నుండి దూరంగా ప్రవహించే వాయువు. ఆ వాయువులో కొంత భాగం న్యూట్రాన్ స్టార్ యొక్క బలమైన గురుత్వాకర్షణ ప్రభావంలోకి ప్రవేశించినప్పుడు, అది బంధించబడి లోపలికి పడిపోతుంది. పడిపోయే పదార్థం శక్తిని విడుదల చేస్తుంది మరియు వేడెక్కుతుంది, ఎక్స్-రే ఉద్గారానికి శక్తినివ్వడానికి సహాయపడుతుంది. ఈ ప్రక్రియను అక్రీషన్ (accretion) అంటారు. ప్రశ్న సిస్టమ్ ప్రకాశిస్తుందా అనేది కాదు, ఆ ఉద్గారానికి ఆహారం ఇచ్చే పదార్థాన్ని శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించగలరా అనేది. స్పెక్ట్రోస్కోపీ శక్తి ద్వారా రేడియేషన్‌ను వేరు చేయడం ద్వారా ఆ పరీక్షను సాధ్యం చేస్తుంది. ఎక్స్-రే మూలం మరియు టెలిస్కోప్ మధ్య వాయువు నిర్దిష్ట శక్తులను తొలగించి, శోషణ రేఖలను (absorption lines) సృష్టిస్తుంది. వాయువు కదులుతున్నప్పుడు, రేఖలు వాటి ప్రయోగశాల స్థానాల నుండి మారుతాయి. సిస్టమ్ యొక్క కదలికను లెక్కించిన తర్వాత లోపలికి కదిలే పదార్థాన్ని గుర్తించడానికి XRISM యొక్క రిసాల్వ్ (Resolve) పరికరం ఆ చిన్న మార్పులను కచ్చితంగా కొలుస్తుంది. కాబట్టి పరికరం ఒక సాధారణ చిత్రం మాత్రమే చూపించలేని భౌతిక ప్రక్రియను వెల్లడిస్తుంది.

How it developed

18 September 2026; research publication

How it started
మారిన ఇనుము శోషణ రేఖలు వాయు ప్రవాహం యొక్క దిశను వెల్లడిస్తాయి

ఈ అధ్యయనం క్రక్స్ (Crux) రాశిలో సుమారు 13,000 కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో ఉన్న బిపి క్రూసిస్ సిస్టమ్‌ను పరిశీలిస్తుంది. దాని న్యూట్రాన్ స్టార్ దాదాపు ప్రతి 41.5 రోజులకు భారీ తోడు నక్షత్రం చుట్టూ తిరుగుతుంది. న్యూట్రాన్ స్టార్ దాని కక్ష్యలో ఎదుర్కొనే వాయు ప్రవాహాన్ని తోడు నక్షత్రం యొక్క గాలి సరఫరా చేస్తుంది. రిసాల్వ్ పరికరం తక్కువ శక్తుల వైపు మారిన ఇనుము శోషణ రేఖలను కనుగొంది. కక్ష్య కదలికను విశ్లేషించిన తర్వాత, పరిశోధకులు పల్సర్‌కి సంబంధించి లోపలికి కదులుతున్న వాయువును గుర్తించారు. ఎక్స్-రే ప్రకాశం తగ్గినప్పుడు శోషణ లక్షణం కూడా అదృశ్యమైంది, ఇది ప్రవాహం మరియు ఉద్గారాల మధ్య సంబంధానికి మద్దతు ఇస్తుంది. పదార్థం కాంపాక్ట్ స్టెల్లార్ ఆబ్జెక్ట్‌కు ఎలా ఆహారం ఇస్తుందో పరిశీలించడానికి రచయితలు ఈ కొలతలను ఉపయోగిస్తారు. వారు ప్రతిపాదించే డిస్క్ మార్పులు పరీక్షించడానికి ఒక భౌతిక వివరణగా మిగిలిపోయాయి, ప్రతి దశ నేరుగా గమనించబడింది అనే వాదన కాదు.

NASA Science Advances

Why it matters for UPSC

GS3 · Space science and scientific instruments

GS3 కోసం, న్యూట్రాన్ స్టార్‌లు, పల్సర్‌లు, అక్రీషన్ మరియు ఎక్స్-రే స్పెక్ట్రోస్కోపీని కనెక్ట్ చేయండి. శోషణ రేఖలలో మార్పు కదలికను ఎలా వెల్లడిస్తుందో వివరించండి. మారుతున్న ఆస్ట్రోఫిజికల్ సిస్టమ్‌ను అర్థం చేసుకోవడానికి ఉపయోగించే విస్తృత మోడల్ నుండి పరికరం కొలిచిన సిగ్నల్‌ను వేరు చేయండి.

Key terms

న్యూట్రాన్ స్టార్ (Neutron star)భారీ నక్షత్రం యొక్క కోర్ కుప్పకూలినప్పుడు ఏర్పడిన అత్యంత దట్టమైన నక్షత్ర అవశేషం. ఇది కేవలం పదుల కిలోమీటర్ల వ్యాసం కలిగిన శరీరం లోపల సూర్యుడి కంటే ఎక్కువ ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటుంది. న్యూట్రాన్ స్టార్ బ్లాక్ హోల్‌కు సమానం కాదు, అయితే రెండూ చుట్టుపక్కల పదార్థాలను బలంగా ఆకర్షించగలవు.

పల్సర్ (Pulsar)క్రమ వ్యవధిలో పునరావృతమయ్యే రేడియేషన్ సిగ్నల్స్ ద్వారా గమనించబడిన భ్రమణ న్యూట్రాన్ స్టార్. పల్సర్‌లు దాని భ్రమణాన్ని మరియు పరిసరాలను అధ్యయనం చేయడానికి ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలకు సహాయపడతాయి. ఈ అధ్యయనంలో ఉన్న పల్సర్ GX 301-2; చాలా పెద్ద తోడు నక్షత్రం దానికి శక్తినిచ్చే వాయువును సరఫరా చేస్తుంది.

స్టెల్లార్ విండ్ (Stellar wind)నక్షత్రం నుండి దూరంగా ప్రవహించే వాయువు. టూ-స్టార్ సిస్టమ్‌లో, తప్పించుకునే ఆ పదార్థంలో కొంత భాగం తోడు నక్షత్రం యొక్క గురుత్వాకర్షణ ద్వారా బంధించబడుతుంది. ఈ వార్తలలో గాలి భారీ నక్షత్రం నుండి వస్తుంది, అయితే న్యూట్రాన్ స్టార్ ఆ పదార్థంలో కొంత భాగాన్ని లోపలికి లాగుతుంది.

అక్రీషన్ (Accretion)గురుత్వాకర్షణ ద్వారా ఒక వస్తువు ద్వారా పదార్థాన్ని సేకరించడం. న్యూట్రాన్ స్టార్ వైపు పడే వాయువు శక్తిని విడుదల చేస్తుంది మరియు ఎక్స్-రేలను విడుదల చేసేంతగా వేడెక్కుతుంది. సిస్టమ్ ప్రకాశవంతంగా ఉందని చూపించడానికి బదులుగా, ఈ ఉద్గారానికి శక్తినిచ్చే ప్రవాహాన్ని గుర్తించడానికి కొత్త కొలతలు సహాయపడతాయి.

ఎక్స్-రే స్పెక్ట్రోస్కోపీ (X-ray spectroscopy)ఎక్స్-రేలను వాటి శక్తుల ద్వారా వేరు చేసి కొలవడం. వేర్వేరు అణువులు గుర్తించదగిన శక్తుల వద్ద రేడియేషన్‌ను గ్రహిస్తాయి లేదా విడుదల చేస్తాయి, ఇది స్పెక్ట్రం అనే నమూనాను సృష్టిస్తుంది. ఈ నమూనా ఒక సాధారణ చిత్రం అందించలేని సమాచారాన్ని, అంటే వాయువు కూర్పు మరియు కదలికను వెల్లడిస్తుంది.

శోషణ రేఖ మరియు రెడ్‌షిఫ్ట్ (Absorption line and redshift)శోషణ రేఖ అనేది వాయువు నిర్దిష్ట శక్తి వద్ద రేడియేషన్‌ను తొలగించిన ఖాళీ ప్రదేశం. తక్కువ శక్తి వైపు మార్పును రెడ్‌షిఫ్ట్ అంటారు. ఇక్కడ, రేఖ మారుతుంది మరియు సిస్టమ్ యొక్క జ్యామితి వాయువు పల్సర్ వైపు పడటాన్ని వెల్లడిస్తుంది. రెడ్‌షిఫ్ట్ మాత్రమే అక్రీషన్ యొక్క సార్వత్రిక సంకేతం కాదు.

XRISM మరియు రిసాల్వ్ (XRISM and Resolve)XRISM అనేది ఎక్స్-రే ఇమేజింగ్ మరియు స్పెక్ట్రోస్కోపీ మిషన్ (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission), దీనిని నాసా (NASA) భాగస్వామ్యంతో జపాన్ నడుపుతోంది. రిసాల్వ్ (Resolve) అనేది ఎక్స్-రే శక్తులను అధిక కచ్చితత్వంతో కొలవడానికి దాని పరికరం. ఈ అధ్యయనంలో, ఆ ఖచ్చితత్వం ఇనుము శోషణ రేఖలలో చిన్న మార్పులను గుర్తించడానికి వీలు కల్పించింది.

అక్రీషన్ డిస్క్ (Accretion disk)కేంద్ర వస్తువుకు ఆహారం ఇచ్చే పదార్థం యొక్క భ్రమణ అమరిక. పదార్థం సరళ మార్గంలో పడిపోవడానికి బదులుగా లోపలికి స్పైరల్ అవ్వచ్చు. పరిశోధకులు ఈ సిస్టమ్‌లో మారుతున్న డిస్క్ కాన్ఫిగరేషన్‌లను ప్రతిపాదిస్తారు, కానీ ఆ కాన్ఫిగరేషన్‌లను నేరుగా ఫోటో తీయబడిన దశలుగా ప్రదర్శించకూడదు.

కాంతి సంవత్సరం (Light-year)దూరం యొక్క ప్రమాణం: కాంతి ఒక సంవత్సరంలో ప్రయాణించే దూరం. బిపి క్రూసిస్ సుమారు 13,000 కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో ఉందని చెప్పడం దాని దూరాన్ని వివరిస్తుంది, పరిశోధన యొక్క వయస్సును కాదు. పరిశీలన తేదీ మరియు ప్రచురణ తేదీ ఆ దూరం నుండి వేరుగా ఉంటాయి.

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