NASA का Nancy Grace Roman Space Telescope gravitational microlensing का उपयोग करके दुर्लभ, अलग-थलग neutron stars का पता लगा सकता है, photometry और astrometry को संयोजित करके सटीक mass measurements के लिए। Zofia Kaczmarek के नेतृत्व में यह सफलता Galactic Bulge survey को लक्षित करती है ताकि छिपे हुए stellar remnants को उजागर करे, mass distributions, black hole boundaries, और galactic kicks पर रहस्यों को सुलझाने के लिए।
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रोमन टेलीस्कोप दुर्लभ न्यूट्रॉन तारों का पता लगाने को तैयार
खगोलविद ब्रह्मांड की हमारी समझ को नया आकार देने वाली क्रांतिकारी खोज की कगार पर हैं। एक नई अध्ययन से पता चलता है कि NASA का आगामी Nancy Grace Roman Space Telescope दुर्लभ न्यूट्रॉन तारों का पता लगा सकता है, जो विशाल तारों के विस्फोट के छिपे हुए अवशेष हैं। ये ब्रह्मांडीय वस्तुएं, जो सामान्य रूप से अधिकांश टेलीस्कोपों के लिए अदृश्य होती हैं, गुरुत्वाकर्षण सूक्ष्म लेंसिंग का उपयोग करके प्रकट की जा सकती हैं, एक घटना जिसका अध्ययन करने के लिए रोमन अद्वितीय रूप से सुसज्जित है।
एक अलग न्यूट्रॉन तारे की कल्पना, सूर्य के द्रव्यमान वाली घनी शहर आकार की वस्तु। (Credit: Scott Lord via Pexels)
गुरुत्वाकर्षण सूक्ष्म लेंसिंग की शक्ति
न्यूट्रॉन तारे सुपरनोवा विस्फोटों से गुजर चुके तारों के अत्यंत सघन अवशेष हैं। वे सूर्य से अधिक द्रव्यमान को एक शहर के आकार के गोले में समेट लेते हैं, फिर भी अपनी मंदी और अंतरिक्ष की विशालता में अलगाव के कारण बड़े पैमाने पर अप्र detectable रहते हैं। “अधिकांश न्यूट्रॉन तारे अपेक्षाकृत मंद होते हैं और अकेले होते हैं,” जर्मनी के Heidelberg University की शोधकर्ता Zofia Kaczmarek ने समझाया, जिन्होंने इस अध्ययन का नेतृत्व किया। “बिना किसी सहायता के इन्हें देखना बेहद कठिन है।”
यह अध्ययन, जो Astronomy and Astrophysics में प्रकाशित हुआ है, प्रस्ताव करता है कि NASA का Nancy Grace Roman Space Telescope इसे बदल सकता है। रोमन का नवीनतम दृष्टिकोण, जिसे गुरुत्वाकर्षण सूक्ष्म लेंसिंग के नाम से जाना जाता है, इन मंद वस्तुओं का पता लगाने की अनुमति देता है क्योंकि यह मापता है कि उनकी तीव्र गुरुत्वाकर्षण कैसे उनके पीछे दूरस्थ तारों की रोशनी को मोड़ता और चमकाता है।
गुरुत्वाकर्षण सूक्ष्म लेंसिंग तब होती है जब कोई विशाल वस्तु, जैसे न्यूट्रॉन तारा, पृथ्वी और एक दूरस्थ तारे के बीच से गुजरती है, जिससे तारे की रोशनी विकृत हो जाती है। यह संक्षिप्त चमक astronomers को उन वस्तुओं को देखने की अनुमति देती है जो अन्यथा छिपी रहती हैं। रोमन की उन्नत क्षमताएं इसे चमक में वृद्धि (photometry) और पृष्ठभूमि तारे की स्थिति में सूक्ष्म बदलाव (astrometry) दोनों को मापने में सक्षम बनाती हैं। इन मापों का संयोजन न्यूट्रॉन तारों की पहचान और अध्ययन के लिए अधिक सटीक तरीका प्रदान करता है। रोमन की क्षमताओं के बारे में अधिक जानने के लिए, STScI's Roman mission page देखें।
Astrometric microlensing तब होती है जब कोई अग्रणी वस्तु, जैसे न्यूट्रॉन तारा, एक अधिक दूरस्थ पृष्ठभूमि तारे के सामने से गुजरती है। न्यूट्रॉन तारे का गुरुत्वाकर्षण दूरस्थ तारे की रोशनी को मोड़ता है, इसे कई पथों में विभाजित कर देता है जो टेलीस्कोप तक पहुंचते हैं। हालांकि इन विकृत छवियों को अलग नहीं किया जा सकता, उनकी संयुक्त रोशनी अधिक चमकीली दिखाई देती है और दूरस्थ तारे की वास्तविक स्थिति से थोड़ी हटकर। जैसे-जैसे दो वस्तुओं के बीच संरेखण समय के साथ बदलता है, यह आभासी बदलाव आकाश पर एक छोटा अंडाकार पैटर्न ट्रेस करता है। उस अंडाकार का आकार इस बात पर निर्भर करता है कि रोशनी कितनी मजबूती से मोड़ी गई है, जिसका अर्थ है कि अधिक विशाल वस्तुएं बड़े बदलाव पैदा करती हैं, जिससे astronomers को अन्यथा अदृश्य न्यूट्रॉन तारे का द्रव्यमान सीधे मापने की अनुमति मिलती है। NASA, STScI, Joyce Kang (STScI) गुरुत्वाकर्षण सूक्ष्म लेंसिंग: न्यूट्रॉन तारे का गुरुत्वाकर्षण मापने योग्य चमक और स्थिति बदलाव पैदा करता है। (Credit: Zelch Csaba via Pexels)
तारकीय अवशेषों में नई जानकारियां
रोमन स्पेस टेलीस्कोप की microlensing को अभूतपूर्व सटीकता से观察 करने की क्षमता न केवल न्यूट्रॉन तारों का पता लगाने बल्कि उनके द्रव्यमान के बारे में महत्वपूर्ण डेटा प्रदान करने की क्षमता रखती है। “microlensing का उपयोग करने में सबसे अच्छी बात यह है कि आप सीधे द्रव्यमान माप प्राप्त कर सकते हैं,” अध्ययन के सह-लेखक Peter McGill, जो Lawrence Livermore National Laboratory से हैं, ने कहा। “Photometry बताता है कि कुछ तारे के सामने से गुजरा, लेकिन तारे की स्थिति कितना बदलती है वही बताता है कि वह वस्तु कितनी विशाल है।”
NASA के अनुसार, यह नया द्रव्यमान माप विधि खगोलभौतिकी में कई लंबे समय से चली आ रही रहस्यों को सुलझाने में मदद कर सकती है। उदाहरण के लिए, वैज्ञानिकों को वर्तमान में न्यूट्रॉन तारों और ब्लैक होल्स के द्रव्यमान वितरण का पता नहीं है, न ही दोनों वस्तुओं के बीच सीमा कहां है। रोमन के निष्कर्ष तारकीय अवशेषों के आकार और वजन में अंतर निर्धारित करने में, और उनके निर्माण के दौरान शक्तिशाली 'किक्स' प्राप्त करने के बाद न्यूट्रॉन तारों के आकाशगंगा में कितनी तेजी से गति करते हैं, इसकी गति में सफलता साबित हो सकते हैं।
“हमें न्यूट्रॉन तारों, ब्लैक होल्स के द्रव्यमान वितरण का पता नहीं है, या एक कहां समाप्त होता है और दूसरा कहां शुरू, किसी निश्चितता के साथ। रोमन इसमें वास्तव में एक सफलता होगी।”
Peter McGill, Lawrence Livermore National Laboratory, via NASA
छिपी आबादी के लिए विशाल सर्वेक्षण
शोध टीम रोमन के Galactic Bulge Time Domain Survey का लाभ उठाएगी, एक विशाल अवलोकन परियोजना जो आकाश के व्यापक क्षेत्रों में लाखों तारों को उच्च आवृत्ति पर स्कैन करेगी। यह सर्वेक्षण मुख्य रूप से photometric microlensing का उपयोग करके एक्सोप्लैनेट्स की पहचान करने के उद्देश्य से है, लेकिन astrometric microlensing को मापने की नई क्षमता खगोलभौतिकी अनुसंधान में एक पूरी तरह नया क्षेत्र खोलती है।
टेलीस्कोप की आकाश के इतने विशाल क्षेत्र को观察 करने की क्षमता यह संभव बनाती है कि Milky Way में बिखरे अलग न्यूट्रॉन तारों का पता लगाया जा सके, एक आबादी जिसका अध्ययन अब तक लगभग असंभव रहा है। “हम एक छोटा सा नमूना देख रहे हैं जो बड़े चित्र का प्रतिनिधित्व नहीं करता,” Kaczmarek ने कहा। “यहां तक कि एक ही द्रव्यमान माप बहुत शक्तिशाली होगा। यदि हम सिर्फ एक अलग न्यूट्रॉन तारा पा लें, तो यह हमारी अनुसंधान के लिए पहले से ही अविश्वसनीय रूप से उत्तेजक होगा।”
इन वस्तुओं की पहचान करने की रोमन की क्षमता astronomers को अलग न्यूट्रॉन तारों का पहला बड़ा नमूना प्रदान कर सकती है, जो पिछली सर्वेक्षणों से छिपी रही आबादी पर प्रकाश डालने में मदद करेगी।
यह इन्फोग्राफिक NASA के Nancy Grace Roman Space Telescope द्वारा आयोजित Galactic Bulge Time-Domain Survey का वर्णन करता है। रोमन के कोर सर्वेक्षणों में सबसे छोटा, यह अवलोकन कार्यक्रम कुल 1.7 वर्ग डिग्री को कवर करने वाले छह क्षेत्रों में दोहराव वाले दौरे से मिलकर बनता है। एक क्षेत्र आकाशगंगा के बहुत केंद्र को भेदता है, और बाकी पास-पास हैं , सभी एक ऐसे आकाश क्षेत्र में जो रोमन को हर वसंत और शरद में दो 72-दिवसीय अवधियों के लिए दिखाई देगा। सर्वेक्षण मुख्य रूप से छह सत्रों (शुरुआत में तीन, और रोमन के प्राथमिक मिशन के अंत की ओर तीन) से मिलकर बनता है, जिसमें रोमन हर 12 मिनट में प्रत्येक क्षेत्र को देखता है। रोमन मिशन के दौरान अन्य समयों में भी इन छह क्षेत्रों को कम तीव्रता से देखता है, जिससे astronomers को microlensing घटनाओं का पता लगाने की अनुमति मिलती है जो वर्षों तक चल सकती हैं, जो अलग, तारकीय-द्रव्यमान ब्लैक होल्स की उपस्थिति का संकेत देती हैं। NASA’s Goddard Space Flight Center गैलेक्टिक बल्ज क्षेत्र: microlensing घटनाओं के लिए लाखों तारों की स्कैनिंग। (Credit: Ron Lach via Pexels)
सूक्ष्म लेंसिंग और ब्रह्मांडीय खोज में नया अध्याय
रोमन की photometric और astrometric क्षमताओं का अनोखा मिश्रण इसे न केवल एक वैज्ञानिक लक्ष्य बल्कि कई का पीछा करने की अनुमति देता है। McGill ने नोट किया कि microlensing के माध्यम से न्यूट्रॉन तारों और ब्लैक होल्स का पता लगाने की क्षमता मूल रूप से रोमन के डिजाइन का हिस्सा नहीं थी लेकिन यह इसके सबसे रोमांचक अनुप्रयोगों में से एक साबित हुई है। “यह मूल योजना का हिस्सा नहीं था,” उन्होंने कहा। “लेकिन पता चला कि रोमन की astrometric क्षमता न्यूट्रॉन तारों और ब्लैक होल्स का पता लगाने में वास्तव में बहुत अच्छी है, इसलिए हम रोमन के सर्वेक्षणों में एक पूरी तरह नया विज्ञान जोड़ सकते हैं।”
अपेक्षित खोजें ब्रह्मांड की हमारी समझ को बदल सकती हैं। पहले छिपे न्यूट्रॉन तारों को प्रकट करके, रोमन तारकीय अवशेषों के अध्ययन और हमारी आकाशगंगा की गतिशीलता में एक नया अध्याय खोलेगा। इस प्रौद्योगिकी के साथ, NASA दशकों से वैज्ञानिकों से छिपी रही वस्तुओं की लंबे समय से खोई आबादी को उजागर करने को तैयार है।
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संपादकीय टीम · आज का सवाल
"Will the Roman Telescope discover the first isolated neutron star's mass?"
Gravitational microlensing occurs when a neutron star passes in front of a distant star, bending and brightening its light. Roman measures both brightness increase (photometry) and position shift (astrometry) for precise detection.
Roman combines photometric and astrometric microlensing capabilities, allowing direct mass measurements of isolated neutron stars through the size of the elliptical shift in the background star's position.
The Galactic Bulge Time Domain Survey will scan millions of stars in the galactic bulge every 12 minutes across six fields, detecting microlensing events.
Most neutron stars are dim and isolated, making them undetectable without gravitational effects like microlensing.
Roman could determine the mass distribution of neutron stars and black holes, their boundary, and their galactic velocities after supernova kicks.
