ब्लैक होल जेट्स पृथ्वी पर उच्च-ऊर्जा कणों की तिकड़ी हो सकती है

वैज्ञानिकों ने सोमवार को ब्रह्मांड के सबसे बड़े रहस्यों में से एक के बारे में एक नया सिद्धांत साझा किया, जो एक ब्रह्मांडीय प्रश्न का एक सरल उत्तर प्रदान करता है: अल्ट्रा-हाई-एनर्जी कॉस्मिक किरणों, उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो और गामा किरणों का स्रोत क्या है जो लाखों प्रकाश-किरणों की यात्रा करते हैं पृथ्वी पर पहुंचें?

दशकों से, भौतिकविदों ने ब्रह्मांडीय रहस्य को सुलझाने की कोशिश की है कि ये तीन प्रकार के कण - जो कि पृथ्वी पर हमारे द्वारा पैदा किए जाने की तुलना में लाखों गुना अधिक ऊर्जा का उत्पादन करते हैं।

पिछले साल, अर्जेंटीना के पियरे ऑगर ऑब्जर्वेटरी का उपयोग करने वाले वैज्ञानिकों ने इन ब्रह्मांडीय बीमों का निष्कर्ष निकाला था कि वे हमारी आकाशगंगा से नहीं आते हैं, लेकिन जहां वे उत्पन्न होते हैं, वहां कोई विशिष्ट विचार नहीं रखते हैं।

हो सकता है कि अब सब बदल रहा हो। जर्नल में सोमवार को प्रकाशित एक पेपर में प्रकृति भौतिकी, भौतिकविदों की एक जोड़ी का प्रस्ताव है कि सुपरमैसिव ब्लैक होल जेट्स - पदार्थ जो प्रकाश की गति के निकट एक ब्लैक होल से निकाला जाता है - इन तीनों चरम कणों को जन्म दिया:

• अल्ट्रा-हाई-एनर्जी कॉस्मिक किरणें

• पीईवी न्यूट्रिनो
• आइसोट्रोपिक उप-टीईवी गामा-किरणें

एक उल्लेखनीय संयोग

कोहटा मुरेस, पेन स्टेट यूनिवर्सिटी में भौतिकी, खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी के सहायक प्रोफेसर और मैरीलैंड विश्वविद्यालय के पोस्टडॉक्ट्रेट शोधकर्ता के फंग ने इस नए मॉडल को विकसित करने के लिए सहयोग किया, जो उल्लेखनीय संयोग पर टिकी हुई है कि उच्च ऊर्जा वाले ब्रह्मांडीय कणों में तुलनीय ऊर्जा होती है। पीढ़ी दर।

"हमारा मॉडल यह समझने का एक तरीका दिखाता है कि इन तीन प्रकार के कॉस्मिक मैसेंजर कणों में आश्चर्यजनक रूप से ब्रह्मांड में समान रूप से विद्युत इनपुट क्यों है, इस तथ्य के बावजूद कि वे अंतरिक्ष-आधारित और भू-आधारित डिटेक्टरों द्वारा परिमाण के दस आदेशों पर देखे गए हैं। व्यक्तिगत कण ऊर्जा, ”मुरासे ने एक बयान में कहा। तीन कणों की समान तीव्रता ने मुरासे और फांग को आश्चर्यचकित कर दिया कि क्या उनके बीच शारीरिक संबंध हैं।

"नए मॉडल से पता चलता है कि बहुत उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो और उच्च-ऊर्जा गामा किरणों को कण टकरावों के माध्यम से स्वाभाविक रूप से कॉस्मिक किरणों की बेटी कणों के रूप में उत्पादित किया जाता है, और इस प्रकार अपने मूल कणों के तुलनीय ऊर्जा बजट को विरासत में मिल सकता है," मुरसे ने कहा। "यह दर्शाता है कि तीन ब्रह्मांडीय दूतों के समान ऊर्जावान मात्र एक संयोग नहीं हो सकता है।"

ब्लैक होल जेट्स का जन्म

वास्तव में, न केवल मुरास और फैंग का तर्क है कि यह एक संयोग नहीं है, वे कहते हैं कि ये कण सभी एक आम उत्पत्ति साझा करते हैं: ब्लैक होल जेट।

"हमारे मॉडल में, कॉस्मिक किरणों को सक्रिय गैलक्टिक नाभिकों के शक्तिशाली जेट द्वारा रेडियो लोब के माध्यम से तेज किया जाता है जो अक्सर जेट के अंत में पाए जाते हैं," पहले लेखक फेंग कहते हैं। जैसे ही किरणें जेट छोड़ती हैं, मुरास और फेंग लिखते हैं, कण टकराव का वर्णन करते हैं मुरासे बहुत उच्च ऊर्जा वाले न्यूट्रिनो और उच्च ऊर्जा गामा किरणों का उत्पादन करते हैं।

यह शोध ब्लैक होल्स (कॉस्मिक घटनाओं में उत्पन्न संकेतों के असंख्य) से तथाकथित "मल्टी-मैसेंजर" उत्सर्जन की बेहतर समझ की दिशा में सिर्फ एक छोटा सा कदम है, लेकिन मुरासे और फैंग को उम्मीद है कि वे मूल पर नई रोशनी डाल सकते हैं - और भाग्य - इन तीन कणों के बीच संबंध को रोशन करके ब्रह्मांडीय विकिरण का।

सार: अल्ट्राहैग-एनर्जी कॉस्मिक किरणों (UHECRs) की उत्पत्ति एक आधी सदी पुरानी पहेली है। रहस्य को एक पेचीदा संयोग से गहराया गया है: ऊर्जा में परिमाण के दस आदेशों पर, यूएचईसीआर, पेव न्यूट्रिनो और आइसोट्रोपिक उप-टीईवी γ-किरणों की ऊर्जा उत्पादन दर तुलनीय है, जो एक भव्य एकीकृत चित्र पर संकेत देती है। यहाँ हम रिपोर्ट करते हैं कि आकाशगंगाओं के समुच्चय में शक्तिशाली ब्लैक होल जेट्स इन सभी घटनाओं के लिए सामान्य उत्पत्ति की आपूर्ति कर सकते हैं। जेट द्वारा त्वरित किए जाने के बाद, रेडियो लोब में सीमित कम ऊर्जा वाली ब्रह्मांडीय किरणों को ठंडा किया जाता है; स्रोत से निकलने वाली उच्च-ऊर्जा ब्रह्मांडीय किरणें चुम्बकीय क्लस्टर पर्यावरण के साथ बातचीत करती हैं और न्यूट्रिनो और γ-किरणों का उत्पादन करती हैं; उच्चतम-ऊर्जा कण मेजबान क्लस्टर से बच जाते हैं और 100 PeV से ऊपर प्रेक्षित कॉस्मिक किरणों में योगदान करते हैं। मॉडल मनाया UHECRs के स्पेक्ट्रम, रचना और समरूपता के अनुरूप है, और यह भी IceCube न्युट्रीनो और Fermi,- रे पृष्ठभूमि के गैर-धमाकेदार घटक को समझाता है, जो कि क्लस्टर में ब्लैक होल जेट्स के लिए एक उचित ऊर्जा उत्पादन है।