खगोलविदों ने उच्चतम ऊर्जा विकिरण वाले कुछ ब्लेजरों पर नज़र रखी, जिससे इन ऊर्जावान पिंडों में एक्स-रे उत्सर्जन के स्रोतों के बारे में नए सुराग मिले।
इससे इन खगोलीय पिंडों के आसपास की चरम भौतिक स्थितियों के अध्ययन में मदद मिल सकती है और साथ ही यह भी पता चल सकता है कि सक्रिय आकाशगंगाओं को ऊर्जा कैसे मिलती है।
ब्लेज़र ब्रह्मांड के सबसे ऊर्जावान पिंडों में से हैं। ये सक्रिय आकाशगंगाएँ हैं जो अपने केंद्र में स्थित सुपर मैसिव ब्लैक होल (एसएमबीएच) द्वारा संचालित होती हैं। जैसे-जैसे पदार्थ ब्लैक होल की ओर गिरता है, भारी मात्रा में ऊर्जा उत्सर्जित होती है, साथ ही सापेक्षतावादी कणों के शक्तिशाली जेट लगभग सीधे पृथ्वी की ओर प्रक्षेपित होते हैं। इस अभिविन्यास के कारण, ब्लेज़र असाधारण रूप से चमकीले दिखाई दे सकते हैं। इन पिंडों का एक विशेष रूप से चरम समूह टीईवी ब्लेज़र है, जो टेरा-इलेक्ट्रॉन वोल्ट ऊर्जा तक पहुँचने वाली अत्यंत उच्च-ऊर्जा गामा किरणें उत्पन्न करते हैं।
ब्लेज़र्स से निकलने वाले शक्तिशाली विकिरण जेट लगभग पृथ्वी की ओर निर्देशित होते हैं, इसलिए उनके एक्स-रे स्पेक्ट्रा में आमतौर पर जेट से निकलने वाले उत्सर्जन की प्रधानता होती है। इससे आकाशगंगा के अन्य भागों, जैसे कि ब्लैक होल के चारों ओर मौजूद अभिवृद्धि डिस्क से निकलने वाले विकिरण की पहचान करना मुश्किल हो जाता है।
इस कठिनाई को दूर करने के लिए, विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के एक स्वायत्त संस्थान, नैनीताल स्थित आर्यभट्ट अनुसंधान संस्थान (एआरआईएस) के शोधकर्ताओं ने चार क्लासिकल ब्लेज़र – एमआरके 421, एमआरके 501, पीजी 1553+113 और पीकेएस 2155-304 का अध्ययन किया, जो अत्यंत उच्च-ऊर्जा विकिरण उत्सर्जित करते हैं। नासा के एनआईसीईआर और नुस्टार अंतरिक्ष दूरबीनों से प्राप्त प्रेक्षणों का उपयोग करते हुए, रिया भौमिक और आलोक सी. गुप्ता ने इन ऊर्जावान आकाशगंगाओं के व्यवहार को बेहतर ढंग से समझने के लिए इन पिंडों से निकलने वाले एक्स-रे विकिरण का अध्ययन किया।
चित्र 1: ब्लेज़र का चित्रण, जो एक सक्रिय आकाशगंगा केंद्रक है और प्रेक्षक की दृष्टि रेखा के अनुदिश एक शक्तिशाली जेट उत्सर्जित करता है। इस चित्र में दर्शाए गए रंग केवल कलात्मक प्रयोजन के लिए हैं।
चित्र साभार : नासा।
शोधकर्ताओं ने नासा के NICER और NuSTAR अंतरिक्ष दूरबीनों का उपयोग करके चार TeV ब्लेज़र्स के 13 एक्स-रे प्रेक्षणों का विश्लेषण किया। NICER ने कम ऊर्जा वाली एक्स-रे का प्रेक्षण किया, जबकि NuSTAR ने उच्च ऊर्जा श्रेणी को कवर किया। प्रेक्षणों को मिलाकर शोधकर्ताओं को इन ऊर्जावान पिंडों से निकलने वाले एक्स-रे उत्सर्जन का व्यापक दृष्टिकोण प्राप्त हुआ।
अधिकांश एक्स-रे स्पेक्ट्रा को ब्लेज़र उत्सर्जन के सामान्य मॉडल द्वारा समझाया जा सकता है। हालांकि, Mrk 421 और Mrk 501 के कुछ प्रेक्षणों में निम्न एक्स-रे ऊर्जाओं पर एक अतिरिक्त घटक दिखाई दिया। विशेष रूप से, Mrk 421 और Mrk 501 दोनों को इन चरणों के दौरान मध्यम से निम्न सक्रिय अवस्थाओं में देखा गया।
इससे पता चलता है कि जब ये दोनों ब्लेज़र अपेक्षाकृत कम सक्रिय अवस्था में थे, तब अभिवृद्धि डिस्क से निकलने वाले उत्सर्जन ने जेट से निकलने वाले उत्सर्जन के साथ-साथ एक्स-रे स्पेक्ट्रा में योगदान दिया। हालांकि Mrk 421 के लिए इस तरह के प्रमाण पहले भी सामने आ चुके हैं, लेकिन Mrk 501 से भी इसी तरह के संभावित योगदान का यह पहला संकेत है। इस निष्कर्ष की पुष्टि के लिए और अधिक अवलोकन की आवश्यकता है। Mrk 421 के अवलोकनों में एक्स-रे स्पेक्ट्रम में एक छोटा अतिरिक्त गाऊसीयन फीचर या एक छोटा अतिरिक्त शिखर भी दिखाई दिया (जो एक विशेष ऊर्जा पर एक्स-रे विकिरण की थोड़ी अधिकता को दर्शाता है)। इसका सटीक कारण अभी स्पष्ट नहीं है और यह उपकरण या पृष्ठभूमि प्रभावों से संबंधित हो सकता है।
चित्र 2: एमजेडी 60077 के दौरान एमआरके 421 का संयुक्त एनआईसीईआर (काला) और नुस्टार (लाल बिंदु एफपीएमए और हरे बिंदु एफपीएमबी दर्शाते हैं) द्वारा फिट किया गया स्पेक्ट्रम। फिटिंग मॉडल पैनलों में दिखाए गए हैं। (भौमिक और गुप्ता, 2026 से अनुकूलित)
अन्य दो ब्लेज़र, पीजी 1553+113 और पीकेएस 2155-304 के एक्स-रे प्रेक्षणों को मानक मॉडल द्वारा अच्छी तरह से समझाया गया। उनके एक्स-रे स्पेक्ट्रा का घुमावदार आकार इस तथ्य के कारण हो सकता है कि विभिन्न ऊर्जाओं वाले कण अलग-अलग दरों पर ऊर्जा प्राप्त करते हैं और विकिरण के माध्यम से ऊर्जा खोते हैं।
हाल ही में द एस्ट्रोफिज़िकल जर्नल में प्रकाशित इस अध्ययन से चार शक्तिशाली ब्लेज़रों द्वारा एक्स-रे उत्पन्न करने की प्रक्रिया को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिली है। निष्कर्षों से पता चलता है कि ब्लेज़रों के एक्स-रे स्पेक्ट्रा पर विकिरण के किसी एक स्रोत का प्रभुत्व नहीं होता है और जब उनके शक्तिशाली जेट से निकलने वाला उत्सर्जन कमजोर हो जाता है, तो अभिवृद्धि प्रवाह से निकलने वाला उत्सर्जन भी पता लगाया जा सकता है।
इन वस्तुओं का सक्रिय और अपेक्षाकृत शांत दोनों अवस्थाओं में अवलोकन करने से खगोलविदों को यह समझने में मदद मिल सकती है कि विकिरण के ये दो स्रोत किस प्रकार योगदान करते हैं।
विभिन्न प्रकार के दूरबीनों का उपयोग करके किए गए आगे के अवलोकन मध्यम-निम्न सक्रिय अवस्थाओं के दौरान एक्स-रे उत्सर्जन में अभिवृद्धि डिस्क के योगदान की पुष्टि करने में सहायक होंगे।
सक्रिय आकाशगंगाओं की ऊर्जा को समझने के अलावा, यह ब्लैक होल और उनके आसपास के वातावरण के बीच की परस्पर क्रिया को समझने में भी मदद कर सकता है।
प्रकाशन लिंक: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae875a
