संदर्भ:

जापानी वैज्ञानिक तोशीहिरो फ़ूजी ने हाल ही में ब्रह्मांडीय (कॉस्मिक) किरणों के क्षेत्र में एक अभूतपूर्व खोज की है। जिसमें एक अति-उच्च-ऊर्जा घटना का अनावरण किया गया जिसे 'अमातेरासु' नाम दिया जा रहा है। संयुक्त राज्य अमेरिका में टेलीस्कोप ऐरे प्रोजेक्ट द्वारा मई 2008 और नवंबर 2021 के बीच देखी गई इस कॉस्मिक किरण ने अपने असाधारण ऊर्जा स्तरों के कारण वैज्ञानिक समुदाय को अन्वेषण के लिए प्रेरित किया है। यह असाधारण ऊर्जा स्तर 240 एक्सा-इलेक्ट्रॉन-वोल्ट (EeV) तक पहुंच गई है, जिससे यह अब तक की दूसरी सबसे अधिक ऊर्जा वाली कॉस्मिक किरण बन गई है।

ब्रह्मांडीय किरण/ कॉस्मिक किरण:

●     ब्रह्मांडीय किरणें बाह्य अंतरिक्ष में उत्पन्न होने वाले उच्च ऊर्जावान कण हैं, जो लगभग प्रकाश की गति से अंतरिक्ष में चलते है। अधिकांश ब्रह्मांडीय किरणें अपने परमाणुओं से अलग किए गए परमाणु नाभिक हैं जिनमें प्रोटॉन (हाइड्रोजन नाभिक) सबसे अधिक होते हैं। हालाँकि, कॉस्मिक-किरणों के भीतर हमें न्यूट्रॉन इलेक्ट्रॉन और न्यूट्रिनो जैसे अन्य उप-परमाणु कण भी मिलते हैं। चूँकि ब्रह्मांडीय किरणें आवेशित होती हैं; यह सकारात्मक रूप से प्रोटॉन या नाभिक आवेशित, या नकारात्मक रूप से इलेक्ट्रॉन आवेशित होती हैं। अतः अंतरिक्ष में उनके पथ को चुंबकीय क्षेत्रों (उच्चतम ऊर्जा वाली ब्रह्मांडीय किरणों को छोड़कर) द्वारा विक्षेपित किया जा सकता है।

●     पृथ्वी तक पहुँचने की अपनी यात्रा में, आकाशगंगा , सौर मंडल और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र उनके गमन पथ को इस प्रकार बाधित कर देते हैं, कि यह ठीक से पता नहीं चल सकता कि वे कहाँ से आए हैं। पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने पर, ब्रह्मांडीय किरणें हवा में परमाणु नाभिक से टकराती हैं, जिससे इलेक्ट्रॉन और फोटॉन सहित अन्य द्वितीयक कणों का विक्षेपण हो जाता है। इसीलिए इन द्वितीयक कणों का पृथ्वी की सतह पर पता लगाया जाना इस संदर्भ में भी आवश्यक हो जाता है, कि ये प्राथमिक ब्रह्मांडीय किरणों के बारे में कई मूल्यवान जानकारी प्रदान कर सकती हैं।

●     ब्रह्मांडीय किरणें कई अन्य कारणों से भी वैज्ञानिकों में रुचि उत्पन्न करती है। जैसे वे उच्च-ऊर्जा भौतिकी, खगोल भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान में एक अंतर्दृष्टि प्रदान करती हैं। ब्रह्मांडीय किरणों का अध्ययन करने से वैज्ञानिकों को; ब्रह्मांड के मौलिक बलों और कणों, तारों के व्यवहार और उनके अंतर-तारकीय माध्यम को समझने में मदद मिलती है। इसके अतिरिक्त, ब्रह्मांडीय किरणें पृथ्वी और अन्य ग्रहों के वायुमंडलीय रसायन विज्ञान को समझने का  एक प्रमुख कारक भी है।

●     आमतौर पर प्रोटॉन और अल्फा कणों से मिलकर बने ये रहस्यमय कॉस्मिक कण ब्रह्मांड के कई अनसुलझे सवालों को हल कर सकते हैं। जहाँ कम-प्रबलता वाली ब्रह्मांडीय किरण पृथ्वी की सतह तक पहुँचते हैं, वहीं उच्च-ऊर्जा वाले उनके समकक्ष किरणें अक्सर वायुमंडलीय गैसों से टकराकर कणों का कैस्केड बनाती हैं। इस प्रकार आज से लगभग 86 वर्ष पहले खोजे जाने के बावजूद, ब्रह्मांडीय किरणों की अत्यधिक ऊर्जा के स्रोत और कारण आज भी अन्वेषण के लिए प्रासंगिक बने हुए हैं।

अमातेरासु कॉस्मिक रे की ऊर्जाः

टेलीस्कोप ऐरे प्रोजेक्ट द्वारा एकत्र किए गए आंकड़ों के अनुसार अमातेरासु में 240 EeV का ऊर्जा स्तर है। यह पृथ्वी पर सबसे शक्तिशाली कण त्वरक लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (LHC) द्वारा उत्पादित ऊर्जा से 40 मिलियन गुना अधिक है। इस नए कण का नाम शिन्तो धर्म (जापान के) में उल्लेखित सूर्य देवी के नाम पर "अमातेरासु" रखा गया है, जिनके बारे में माना जाता है कि उन्होंने जापान के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई थी। यह अभूतपूर्व ऊर्जा स्तर वैज्ञानिक अन्वेषण के लिए नई संभावनाओं को जन्म देता है और कण भौतिकी के मानक मॉडल के भीतर मौजूदा मॉडल को चुनौती देता है।

अल्ट्रा-हाई-एनर्जी कॉस्मिक रेज़ (यूएचईसीआर):

अमातेरासु अल्ट्रा-हाई-एनर्जी कॉस्मिक रेज़ (यूएचईसीआर) उपपरमाण्विक कणों की श्रेणी में आता है जिनकी ऊर्जा 1 ईईवी से अधिक है। जहां वैज्ञानिकों ने 100 EeV से अधिक के UHECRs का अवलोकन किया है, वहीं 60 ईईवी से अधिक ऊर्जा वाले UHECRs, ब्रह्मांडीय/कॉस्मिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि (CMB) के कारण जीवित रहने में कई चुनौतियों का सामना करते हैं। इसके अतिरिक्त बिग बैंग प्रभाव भी UHECRs के प्रवाह को कम कर, उनकी अवलोकन योग्य दूरी को लगभग 50-100 मेगापार्सेक तक सीमित कर देता है।

कॉस्मिक रे की यात्राः

UHECRs की अंतरिक्ष में लगभग प्रकाश की गति से की जाने वाली यात्रा, अंतरिक्ष के विशाल विस्तार में लाखों वर्षों तक का सफर तय करटी है। यह दीर्घ यात्रा वैज्ञानिकों के लिए इसलिए भी महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह उन ब्रह्मांडीय किरणों के अध्ययन की अनुमति देता है, जो उन सीमाओं को पार कर चुके हैं, जिसे ब्रह्मांडीय/कॉस्मिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि (CMB) द्वारा संपीडित नहीं किया जा सका है।

अमातेरासु की रहस्यमय उत्पत्तिः

अमातेरासु ब्रह्मांडीय किरण के सबसे दिलचस्प पहलुओं में से एक है। ब्रह्मांड के एक खाली हिस्से से इसकी स्पष्ट उत्पत्ति मानी जा सकती है। इसकी अद्वितीय उच्च ऊर्जा रेंज के बावजूद, जब खगोलविद इसकी दिशा का पता लगाते हैं, तो कोई स्पष्ट परिणाम दृष्टिगोचर नहीं होता। यह पहेली मौजूदा खगोलीय ज्ञान को चुनौती देती है, जिससे वैज्ञानिक मानक मॉडल से परे की संभावनाओं पर विचार करने के लिए प्रेरित हुए हैं।

अमातेरासु की उत्पत्ति के लिए प्रस्तावित स्पष्टीकरणः

      डॉ. फ़ूजी और उनके सहयोगियों ने अमातेरासु की उत्पत्ति के लिए तीन संभावित स्पष्टीकरण दिए।

○     यह किसी अज्ञात स्रोत से उत्पन्न हो सकता है।

○     यह अपेक्षा से अधिक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के साथ अंतःक्रिया कर सकता है।

○     यह अपने प्रक्षेपवक्र को बदल सकता है, या इसकी उत्पत्ति में उच्च-ऊर्जा कण भौतिकी के पुनर्मूल्यांकन की आवश्यकता हो सकती है।

पिछली खोजों से तुलनाः

वर्ष 1991 में, यूटा में डगवे प्रूविंग ग्राउंड में, "ओह माय गॉड" कण के रूप में जाना जाने वाला एक उच्च-ऊर्जा वाले ब्रह्मांडीय किरण का पता लगाया गया था, जिसकी ऊर्जा 320 EeV से भी अधिक थी। यह अब तक का सबसे अधिक ऊर्जा वाली ब्रह्मांडीय किरण है। इसकी खोज इन ब्रह्मांडीय किरणों की विसंगतियों के प्रति वैज्ञानिक आकर्षण को और बढ़ावा देती है।

सौर ब्रह्मांडीय किरणें बनाम आकाशगंगा की ब्रह्मांडीय किरणें:

ब्रह्मांडीय किरणों को सौर मंडल से परे उत्पन्न होने वाली गैलेक्टिक ब्रह्मांडीय किरणों (जीसीआर) और सौर ब्रह्मांडीय किरणों में वर्गीकृत किया जा सकता है। गैलेक्टिक ब्रह्मांडीय किरणों (जीसीआर) उच्च-ऊर्जा कण हैं जो सौर मंडल से परे, आकाशगंगा (गैलेक्सी) में उत्पन्न होते हैं। माना जाता है कि ये सुपरनोवा और अन्य विस्फोटक घटनाओं से उत्पन्न होते हैं। जबकि ब्रह्मांडीय किरण मुख्य रूप से प्रोटॉन द्वारा निर्मित हैं जो सूर्य द्वारा उत्पन्न सूर्य ज्वाला के दौरान उत्सर्जित होते हैं। सौर ब्रह्मकिरण GCR की तुलना में कम ऊर्जा वाले होते हैं। हालांकि, ये पृथ्वी की चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से वायुमंडल में गहराई तक प्रवेश कर सकते हैं।

पृथ्वी के वायुमंडल पर प्रभावः

उक्त दोनों प्रकार की ब्रह्मांडीय किरणें; वायुमंडल में हवा के अणुओं के आयनीकरण के दौरान पृथ्वी के जलवायु को प्रभावित कर सकते हैं और संचार प्रणालियों में व्यवधान उत्पन्न कर सकते हैं। GCR का अध्ययन उच्च-ऊर्जा भौतिकी के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है, और वे ब्रह्मांड की उत्पत्ति और विकास की हमारी समझ को आकार देने में ऊर्जा के महत्व को उजागर कर सकते हैं।

नए सिद्धांतों का अनावरणः

●     वर्तमान वैज्ञानिकी अन्वेषण में अमातेरासु कण की खोज कई प्रश्न पैदा करती है, जैसे इसकी उत्पत्ति कैसे हुई है? यह किस प्रकार का कण है? आदि। किन्तु  दुर्भाग्य से, ये प्रश्न अभी भी अनुत्तरित हैं।

●     अमातेरासु के अभूतपूर्व ऊर्जा स्तरों की खोज ब्रह्मांड के उपपरमाण्विक निर्माण खंडों की हमारी समझ में क्रांति लाने की क्षमता रखती है। यह एक स्पष्ट खगोलीय स्रोत की अनुपस्थिति में भौतिकविदों को नए सिद्धांतों और अवधारणाओं का पता लगाने के लिए चुनौती देती है जो मानक मॉडल की सीमाओं से परे हैं।

●     यद्यपि इस खोज ने खगोल भौतिकी वैज्ञानिक समुदाय में गहन शोध और बहस को प्रोत्साहित किया। इसने ऐसे उच्च-ऊर्जा वाले कणों के स्रोतों और उन तंत्रों के बारे में कई प्रश्न किये जो उन्हें इस तरह के चरम वेगों तक बढ़ा सकते हैं। इन प्रक्रियाओं को समझना ब्रह्मांड की व्यापक समझ के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि इसमें आकाशगंगाओं, क्वैसर और ब्लैक होल जैसी प्रकृति शामिल है।

●     "ओह-माई-गॉड" कण अब तक देखी गई ब्रह्मांडीय किरणों के सबसे सर्वोत्कृष्ट उदाहरणों में से एक है। इसकी खोज ने ब्रह्मांड के बारे में हमारी समझ को विकसित किया। साथ ही मौजूदा सिद्धांतों को चुनौती देने और खगोल भौतिकी की सीमाओं को आगे बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका भी निभाई है।

निष्कर्षः

   अमातेरासु ब्रह्मांडीय किरण ब्रह्मांड के रहस्यों को जानने के लिए एक प्रमाण के रूप में कार्यरत है। इसके अद्वितीय ऊर्जा स्तर, रहस्यमय उत्पत्ति और ज्ञात खगोलीय घटनाओं से स्पष्ट विचलन, वैज्ञानिकों को कण भौतिकी के मौलिक सिद्धांतों को गहराई से समझने का एक अनूठा अवसर प्रदान करते हैं। जैसे-जैसे शोधकर्ता ब्रह्मांडीय किरणों और उनके प्रभावों का विश्लेषण करते हैं, ब्रह्मांड को उसके सबसे बुनियादी स्तरों पर समझने की खोज एक रोमांचक परिणाम प्राप्त करती है। अमातेरासु की पहेली वर्तमान वैज्ञानिक ज्ञान की सीमाओं को आगे बढ़ाते हुए विशाल ब्रह्मांडीय रहस्यों को उजागर करने के लिए प्रेरित करती है।

स्रोत:- The Hindu