खगोलविदों ने पहले से शांत माने जाने वाले क्लस्टर में विशाल रेडियो प्रभामंडल का पता लगाया है

खगोलविदों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने आकाशगंगा क्लस्टर RXCJ0232-4420 के भीतर एक विशाल रेडियो प्रभामंडल की पहचान की है, जो पिछले अवलोकनों को खारिज करता है जो सुझाव देता था कि यह एक शांत प्रणाली थी। यह संरचना 3.3 मिलियन प्रकाश-वर्ष से अधिक तक फैली हुई है और इसका पता भारत और दक्षिण अफ्रीका के मीरकैट टेलीस्कोप में विशाल मेट्रिक-वेव रेडियो टेलीस्कोप (यूजीएमआरटी) का उपयोग करके लगाया गया था। परिणाम 29 अप्रैल को पुणे में नेशनल सेंटर फॉर रेडियो एस्ट्रोफिजिक्स के प्रलय बिस्वास के नेतृत्व में शोधकर्ताओं द्वारा प्रीप्रिंट सर्वर arXiv पर जारी किए गए थे।

यह खोज क्लस्टर की समझ को मौलिक रूप से बदल देती है। पिछले अध्ययनों ने केवल सबसे चमकदार आकाशगंगा (बीसीजी-ए) के आसपास कॉम्पैक्ट रेडियो उत्सर्जन को पकड़ा था, जिससे बड़ी संरचनाओं के अस्तित्व को खारिज कर दिया गया था। नए अवलोकन इस बात की पुष्टि करते हैं कि फैला हुआ उत्सर्जन इन प्रारंभिक पहचानों से काफी आगे तक फैला हुआ है, जिससे वास्तव में विशाल प्रभामंडल का पता चलता है जो पूरे क्लस्टर क्षेत्र को घेरता है।

नए मापों से क्लस्टर संरचना की पुष्टि हुई

क्लस्टर RXCJ0232–4420 में दो बेहद चमकीले मुख्य कोर हैं, जिन्हें बीसीजी-ए और बीसीजी-बी के रूप में पहचाना जाता है, जो एक दूसरे से लगभग 330 हजार प्रकाश वर्ष की दूरी पर अलग होते हैं। विशाल प्रभामंडल के अलावा, खगोलविदों ने क्लस्टर के पूर्व में एक अलग रेडियो अवशेष की भी पहचान की, जिसका अनुमानित रैखिक आकार लगभग 980,000 प्रकाश वर्ष है। इन संरचनाओं को अत्याधुनिक उपकरणों द्वारा अभूतपूर्व विस्तार से मैप किया गया है:

• विशाल रेडियो प्रभामंडल: 3.3 मिलियन प्रकाश वर्ष से अधिक का विस्तार
• पूर्वी रेडियो अवशेष: लगभग 980 हजार प्रकाश वर्ष
• दो मुख्य कोर के बीच पृथक्करण: लगभग 330 हजार प्रकाश वर्ष
• देखी गई आवृत्तियाँ: एकाधिक, व्यापक वर्णक्रमीय विश्लेषण की अनुमति देती है

वर्णक्रमीय गुण एकसमान पैटर्न को प्रकट करते हैं

अध्ययन में विश्लेषण किया गया कि क्लस्टर में विभिन्न बिंदुओं पर आवृत्ति के साथ रेडियो उत्सर्जन कैसे भिन्न होता है। शोधकर्ताओं ने रेडियो प्रभामंडल के लिए -1.17 और पूर्वी अवशेष के लिए -0.85 के वर्णक्रमीय सूचकांक की गणना की, मान जो उत्सर्जित विकिरण की विशिष्ट विशेषताओं को दर्शाते हैं। विश्लेषण से पता चला कि रेडियो प्रोफाइल की घातीय क्षय त्रिज्या देखी गई आवृत्तियों के बीच महत्वपूर्ण रूप से भिन्न नहीं थी।

वर्णक्रमीय मानचित्रों से संपूर्ण संरचना में उल्लेखनीय एकरूपता का पता चला। अधिकांश वर्णक्रमीय सूचकांक मान −1.0 और −1.3 के बीच होते हैं, जिनमें एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में थोड़ा बदलाव होता है। यह स्थिरता बताती है कि रेडियो उत्सर्जन के लिए जिम्मेदार आवेशित कणों को पूरे क्लस्टर में फिर से सक्रिय किया जा रहा है, न कि केवल अलग-अलग बिंदुओं पर या नाभिक के करीब।

मध्यवर्ती गतिशीलता ज्ञात पैटर्न को अस्वीकार करती है

एक्स-रे विश्लेषण से गैर-थर्मल रेडियो उत्सर्जन और क्लस्टर में प्रवेश करने वाली गर्म गैस के बीच एक मजबूत संबंध का पता चला। इन बहुकार्यात्मक अवलोकनों से संकेत मिलता है कि RXCJ0232–4420 एक मध्यवर्ती गतिशील अवस्था में है। क्लस्टर अभी भी एक ठंडा कोर बनाए रखता है, जो स्थिर प्रणालियों की एक विशिष्ट विशेषता है, लेकिन मामूली संरचनात्मक गड़बड़ी के संकेत दिखाता है। यह संयोजन विशाल रेडियो प्रभामंडल वाले समूहों में दुर्लभ है, जो आमतौर पर बहुत अधिक हिंसक गैलेक्टिक टकराव से जुड़े होते हैं।

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एक प्रणाली में एक व्यापक प्रभामंडल की उपस्थिति जो दृढ़ता से परेशान नहीं होती है, इस परिकल्पना को पुष्ट करती है कि बड़ी रेडियो संरचनाएं लंबे समय तक सापेक्ष स्थिरता के बाद भी बनी रह सकती हैं। क्लस्टर आराम कर रहे सिस्टम और सक्रिय विलय से गुजरने वाले सिस्टम के बीच एक मध्यवर्ती परिदृश्य का प्रतिनिधित्व करता है, जो शोधकर्ताओं को गैलेक्टिक वातावरण में रेडियो संरचनाओं के विकास को समझने के लिए एक प्राकृतिक प्रयोगशाला प्रदान करता है।

खोज का ऐतिहासिक संदर्भ

RXCJ0232-4420 को पहली बार 2002 में पहचाना गया था और इसके रेडियो उत्सर्जन की जटिलता ने तुरंत ध्यान आकर्षित किया। जब विभिन्न दूरबीनों और पद्धतियों ने भिन्न-भिन्न परिणाम उत्पन्न किए तो परस्पर विरोधी व्याख्याएँ उत्पन्न हुईं। कुछ अध्ययनों ने केवल एक कॉम्पैक्ट मिनी-हेलो का वर्णन किया है, जबकि अन्य ने बहुत बड़े विस्तार का सुझाव दिया है। यह अनिश्चितता दो दशकों तक बनी रही जब तक कि हाल ही में अधिक संवेदनशील और उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले उपकरणों के साथ अवलोकन नहीं किया गया।

हाल के वर्षों में पूरा हुआ यूजीएमआरटी अपग्रेड, मीट्रिक तरंग आवृत्तियों पर अधिक गहराई से पता लगाने में सक्षम है। दक्षिणी गोलार्ध में सबसे बड़े रेडियो टेलीस्कोप मीरकैट ने विभिन्न आवृत्तियों पर पूरक अवलोकनों में योगदान दिया, जिससे विस्तृत वर्णक्रमीय विश्लेषण सक्षम हुआ जिसने प्रभामंडल की एकरूपता की पुष्टि की। दो अलग-अलग महाद्वीपों और स्वतंत्र प्रौद्योगिकियों के डेटा का अभिसरण निष्कर्षों को मजबूत विश्वसनीयता प्रदान करता है।

गांगेय विकास के मॉडलों के लिए निहितार्थ

RXCJ0232–4420 में वास्तव में विशाल रेडियो प्रभामंडल की पुष्टि से इस बारे में ज्ञान का विस्तार होता है कि आकाशगंगा समूह समय के साथ चुंबकीय क्षेत्र और सापेक्ष कणों को कैसे बनाए रखते हैं। समान वर्णक्रमीय गुण कण त्वरण और पुनः त्वरण तंत्र का सुझाव देते हैं जो पहले की तुलना में बहुत बड़े पैमाने पर काम करते हैं। विकास के तहत स्क्वायर किलोमीटर एरे (एसकेए) जैसे और भी अधिक उन्नत रेडियो दूरबीनों का उपयोग करके इस क्लस्टर के भविष्य के अध्ययन, इन असाधारण ब्रह्मांडीय संरचनाओं के और भी बेहतर विवरण प्रकट करने का वादा करते हैं।