भारताच्या पहिल्या बहु-तरंगलांबीच्या अंतराळ-आधारित वेधशाळा अॅस्ट्रोसॅटची अनोखी कामगिरी

भारताच्या पहिल्या बहु-तरंगलांबीच्या अंतराळ-आधारित वेधशाळा अॅस्ट्रोसॅटने, अतिउच्च चुंबकीय क्षेत्रासह (मॅग्नेटर) नवीन आणि अद्वितीय न्यूट्रॉन ताऱ्यातून तेजस्वी उप-सेकंद क्ष-किरण स्फोट शोधले आहेत. ते मॅग्नेटरची गुंतागुंतीची खगोलशास्त्रीय परिस्थिती समजून घेण्यात मदत करू शकतात.

मॅग्नेटर्स हे न्यूट्रॉन तारे आहेत. त्यांचे चुंबकीय क्षेत्र अतिउच्च असते. ते पृथ्वीवरील चुंबकीय क्षेत्रापेक्षा प्रचंड शक्तीशाली आहे. सोप्या शब्दात सांगायचे तर, मॅग्नेटरचे चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रापेक्षा एक चतुर्थांश पट अधिक असते. त्यांच्यामधील उच्च-ऊर्जा विद्युतचुंबकीय किरणोत्सर्गाच्या उत्सर्जनाचे सामर्थ्य म्हणजे या वस्तूंमधील चुंबकीय क्षेत्रांचा क्षय होय. याव्यतिरिक्त, मॅग्नेटर मजबूत तात्पुरती परिवर्तनशीलता दर्शवतात. त्यात सामान्यतः मंद परिभ्रमण, जलद स्पिन-डाउन, चमकदार परंतु लहान स्फोट आदि कित्येक महिन्यांच्या उद्रेकांपर्यंत चालू असतात.

एसजीआर जे 1830-0645 नावाचा असाच एक मॅग्नेटर ऑक्टोबर २०२० मध्ये नासाच्या स्विफ्ट अंतराळ यानाने शोधला होता. तो तुलनेने तरुण (सुमारे २४,००० वर्षे) आणि वेगळा न्यूट्रॉन तारा आहे. मॅग्नेटरचा अभ्यास करण्यासाठी आणि अॅस्ट्रोसॅटसह ब्रॉड-बँड क्ष-किरण उर्जेमध्ये त्याची वैशिष्ट्ये शोधण्यासाठी प्रेरित होऊन, रमण संशोधन संस्था (आर. आर. आय.) आणि दिल्ली विद्यापीठाच्या शास्त्रज्ञांनी अॅस्ट्रोसॅटवरील दोन उपकरणांचा वापर करून या मॅग्नेटरचे वेळ आणि वर्णक्रमीय विश्लेषण केले- लार्ज एरिया एक्स-रे प्रपोर्शनल काउंटर (एल. ए. एक्स. पी. सी.) आणि सॉफ्ट एक्स-रे टेलिस्कोप (एस. एक्स. टी.).

“मुख्य निष्कर्षांपैकी एक म्हणजे सरासरी ३३ मिलिसेकंदांच्या कालावधीसह ६७ लहान उप-सेकंद क्ष-किरण स्फोटांचा शोध घेणे. या स्फोटांपैकी सर्वात तेजस्वी स्फोट सुमारे ९० मिलिसेकंदांपर्यंत टिकला “, असे या अभ्यासक्रमाचे प्रमुख लेखक आणि विज्ञान आणि तंत्रज्ञान विभागाने अर्थसहाय्य केलेल्या आर. आर. आय. या स्वायत्त संस्थेचे सहकारी डॉ. राहुल शर्मा म्हणाले. एस. जी. आर. जे. 1830-0645 हा एक अद्वितीय मॅग्नेटर आहे. तो त्याच्या वर्णपटामध्ये उत्सर्जन रेषा दर्शवतो असा निष्कर्ष रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटीच्या मासिक सूचनांमध्ये प्रकाशित झालेल्या अभ्यासात काढण्यात आला आहे.

उत्सर्जनाच्या रेषांची उपस्थिती आणि त्याचे संभाव्य मूळ- एकतर लोहाच्या किरण किंवा प्रकाश शोषून त्याचे प्रक्षेपण करणे, प्रोटॉन सायक्लोट्रॉन रेषेचे वैशिष्ट्य किंवा कारणीभूत प्रभावामुळे- हा विचार करण्यासारखा विषय आहे, असे अभ्यासात नमूद केले आहे. “इतर अनेक मॅग्नेटर मधे दिसून आले त्यापेक्षा एस. जी. आर. जे. 1830-0645 मधील ऊर्जा-अवलंबित्व वेगळे होते. येथे, न्यूट्रॉन ताऱ्याच्या पृष्ठभागावरून (0.65 आणि 2.45 कि. मी. त्रिज्या) उगम पावणारे दोन औष्णिक कृष्णवर्णीय उत्सर्जन घटक होते. अशा प्रकारे हे संशोधन मॅग्नेटर आणि त्यांच्या खगोलशास्त्रीय परिस्थितीबद्दलच्या आपल्या अभ्यासाला हातभार लावते “, असे डॉ. शर्मा म्हणाले.

“एकूण क्ष-किरण उत्सर्जनाच्या स्पंदन होणाऱ्या घटकाने उर्जेमध्ये लक्षणीय फरक दर्शवला. सुमारे ५ किलोइलेक्ट्रॉन व्होल्ट (के. ई. व्ही.) पर्यंत उर्जा वाढ त्यात झाली आणि त्यानंतर त्यात तीव्र घट दिसून आली. हा कल इतर अनेक मॅग्नेटर मधे आढळणाऱ्या प्रवृत्तीपेक्षा वेगळा असल्याचे आमच्या निदर्शनास आले “, असे दिल्ली विद्यापीठाच्या हंसराज महाविद्यालयाच्या सह-लेखिका प्रा. चेतना जैन यांनी सांगितले. या अत्यंत ऊर्जावान उत्सर्जनाचे मूळ समजून घेण्यासाठी आणि ते खगोलशास्त्रीय आहेत की निसर्गातील साधन आहेत हे समजून घेण्यासाठी संशोधन पथक आता त्यांच्या अभ्यासाचा विस्तार करण्याची योजना आखत आहे.

प्रकाशनाची लिंक –

https://academic.oup.com/mnras/article/526/4/4877/7325939

मॅग्नेटर एस. जी. आर. जे1830−0645 चे त्याच्या पहिल्या शोधलेल्या क्ष-किरण उद्रेकाच्या वेळीचे अॅस्ट्रोसॅटचे निरीक्षण

राहुल शर्मा, चेतना जैन, विश्वजीत पॉल, टी. आर. शेषाद्री

रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटीच्या मासिक सूचना, खंड 526, अंक 4, डिसेंबर 2023, पृष्ठे 4877-4884