चीन की स्काई आई फास्ट ने बेहद छोटी अवधि, सबसे हल्के डबल न्यूट्रॉन स्टार सिस्टम की खोज की

सार:

हाल ही में, चाइना स्काई आई फास्ट की अल्ट्रा-हाई डिटेक्शन सेंसिटिविटी पर भरोसा करते हुए, नेशनल एस्ट्रोनॉमिकल ऑब्जर्वेटरी के शोधकर्ता हान जिनलिन के नेतृत्व में फास्ट गैलेक्टिक प्लेन पल्सर सर्वेक्षण टीम ने एक महत्वपूर्ण खोज की और एक डबल न्यूट्रॉन स्टार सिस्टम PSRJ1856-0039 को एक तंग कक्षा में कैद कर लिया। यह प्रणाली अत्यंत छोटी कक्षीय अवधि और वर्तमान में ज्ञात सबसे हल्के कुल द्रव्यमान वाली एक बाइनरी न्यूट्रॉन स्टार प्रणाली है। एकाधिक अवलोकन परिणामों ने सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत को सटीक रूप से सत्यापित किया है, जो चरम खगोल भौतिकी, गुरुत्वाकर्षण की प्रकृति और ब्रह्मांड में तत्वों की उत्पत्ति की खोज के लिए एक महत्वपूर्ण नया लक्ष्य प्रदान करता है। प्रासंगिक शोध परिणाम 15 सितंबर, 2026 को फिजिकल रिव्यू लेटर्स (पीआरएल) में प्रकाशित किए गए थे और जर्नल संपादक द्वारा प्रमुख अनुशंसा परिणाम के रूप में चुने गए थे।

न्यूट्रॉन तारे अत्यधिक घने आकाशीय पिंड के अवशेष हैं जो विशाल तारों की मृत्यु और पतन के बाद बनते हैं। वे सटीक और स्थिर नियमों के साथ काम करते हैं और उन्हें "ब्रह्मांड की सटीक घड़ी" के रूप में जाना जाता है। बाइनरी न्यूट्रॉन स्टार सिस्टम में दो न्यूट्रॉन स्टार एक दूसरे की परिक्रमा करते हैं। यह ब्रह्मांड में एक अत्यंत दुर्लभ विशेष खगोलीय पिंड प्रणाली है। मनुष्यों द्वारा अब तक केवल 30 मामले ही खोजे गए हैं। इस प्रकार की खगोलीय प्रणाली दो सुपरनोवा विस्फोटों के बाद बनी थी और भविष्य में गुरुत्वाकर्षण तरंग विकिरण के माध्यम से विलीन और विकसित होगी। यह ब्रह्मांड में सोने और प्लैटिनम जैसे भारी तत्वों का एक महत्वपूर्ण जन्म स्रोत है। यह अत्यधिक उच्च घनत्व वाले पदार्थ की स्थिति का अध्ययन करने, सामान्य सापेक्षता का परीक्षण करने और सुपरनोवा विस्फोटों के तंत्र का विश्लेषण करने के लिए एक आदर्श प्राकृतिक प्रयोगशाला भी है। उनमें से, छोटी अवधि के डबल न्यूट्रॉन सितारों में मजबूत सापेक्षतावादी प्रभाव और कम विलय समय होता है, और विशेष रूप से उत्कृष्ट वैज्ञानिक अनुसंधान मूल्य होता है। वे हमेशा अंतरराष्ट्रीय बड़े पैमाने के रेडियो दूरबीनों द्वारा पल्सर सर्वेक्षण का मुख्य वैज्ञानिक लक्ष्य रहे हैं।

दुनिया के सबसे संवेदनशील सिंगल-एपर्चर रेडियो टेलीस्कोप के रूप में, FAST एक उच्च-प्रदर्शन वाले एल-बैंड 19-बीम कूलिंग रिसीवर से लैस है और इसमें बेहद मजबूत पल्सर डिटेक्शन क्षमताएं हैं। इस अध्ययन में, टीम ने गैलेक्टिक प्लेन पल्सर के लिए बड़े पैमाने पर व्यवस्थित खोज करने के लिए स्व-विकसित स्नैपशॉट अवलोकन मोड पर भरोसा किया और अब तक लगभग 900 नए पल्सर की सफलतापूर्वक खोज की है। निरंतर अनुवर्ती सटीक अवलोकनों के माध्यम से, टीम ने विशेष खगोलीय प्रणालियों के कई मामलों की पहचान की, और PSRJ1856-0039 महत्वपूर्ण खोजों में से एक थी।

अवलोकन डेटा से पता चलता है कि इस बाइनरी न्यूट्रॉन स्टार सिस्टम की कक्षीय अवधि केवल 2.36 घंटे है, जो ज्ञात बाइनरी न्यूट्रॉन स्टार सिस्टम में दूसरे स्थान पर है। बेहद छोटी कक्षीय अवधि का मतलब है कि दो न्यूट्रॉन सितारों के बीच की दूरी बेहद छोटी है और एक दूसरे की परिक्रमा करने वाले बाइनरी सितारों की कक्षाएँ बेहद घनी हैं। यह वर्तमान में ज्ञात सबसे महत्वपूर्ण सापेक्ष प्रभावों वाले बाइनरी न्यूट्रॉन स्टार सिस्टम में से एक है। साथ ही, इस प्रणाली ने मानव जाति को ज्ञात डबल न्यूट्रॉन सितारों के द्रव्यमान की निचली सीमा को ताज़ा कर दिया है। कुल द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का केवल 2.488 गुना है, जो इसे अब तक खोजा गया सबसे हल्का डबल न्यूट्रॉन स्टार संयोजन बनाता है। उनमें से, दृश्यमान पल्सर का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 1.30 गुना है, और साथी न्यूट्रॉन तारे का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 1.19 गुना है। यह साथी सितारा दुनिया के सबसे हल्के ज्ञात न्यूट्रॉन सितारों में शुमार है, जो न्यूट्रॉन सितारों की निचली सैद्धांतिक द्रव्यमान सीमा के करीब पहुंच गया है, जो सुपरनोवा विस्फोटों के भौतिक तंत्र के सटीक विश्लेषण के लिए मजबूत बाधाएं प्रदान करता है।

अत्यंत सघन कक्षा के लिए धन्यवाद, सिस्टम में एक अत्यंत मजबूत गुरुत्वाकर्षण वातावरण है, और अनुसंधान टीम ने कई स्पष्ट सापेक्ष प्रभावों को सफलतापूर्वक देखा। उन्होंने अण्डाकार कक्षा के पेरीएप्सिस प्रीसेशन, मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के कारण फोटॉन आवृत्ति की लाल शिफ्ट, उच्च गति गति के कारण होने वाले समय फैलाव प्रभाव, साथ ही गुरुत्वाकर्षण तरंगों के निरंतर विकिरण और कक्षीय अवधि के धीमे क्षय के कारण सिस्टम की ऊर्जा हानि का सटीक पता लगाया। डेटा गणना से पता चलता है कि इस बार मापी गई कक्षीय अवधि क्षीणन मान का सामान्य सापेक्षता द्वारा अनुमानित मान से अनुपात 1.009±0.014 है, जो सामान्य सापेक्षता की शुद्धता की पुष्टि करता है।

टीम के मॉडल कटौती के अनुसार, सिस्टम लगभग 82 मिलियन वर्षों में विलीन हो जाएगा, और अंततः उच्च संभावना के साथ एक अधिक विशाल न्यूट्रॉन स्टार का निर्माण करेगा। यह विशेष विकासवादी पथ न्यूट्रॉन तारे के अंदर स्थिति के समीकरण की समस्या को हल करने और ब्रह्मांड में सोने और प्लैटिनम जैसे भारी तत्वों की उत्पत्ति की खोज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

इस प्रणाली में बाद की वैज्ञानिक सफलताओं की भी क्षमता है। इसका बेहद छोटा कक्षीय झुकाव और बेहद कम कक्षीय अवधि पल्सर के घूमने पर उत्पन्न संदर्भ फ्रेम ड्रैग प्रभाव का पता लगाने के लिए उत्कृष्ट स्थितियां बनाती है। वर्तमान में, बाइनरी न्यूट्रॉन स्टार सिस्टम के केवल एक या दो उदाहरणों में ही इस प्रभाव का पता लगाने की क्षमता है। संदर्भ फ़्रेम ड्रैग प्रभाव सीधे न्यूट्रॉन स्टार की घूर्णी जड़ता से संबंधित है। इसके बाद, FAST के निरंतर उच्च-सटीक अवलोकनों पर भरोसा करते हुए, न्यूट्रॉन तारे की घूर्णी जड़ता को सटीक रूप से मापने की उम्मीद की जाती है। सटीक रूप से मापे गए न्यूट्रॉन स्टार द्रव्यमान डेटा के साथ संयुक्त, दीर्घकालिक अवलोकन और अनुसंधान अत्याधुनिक वैज्ञानिक मुद्दों के लिए महत्वपूर्ण बाधाएं प्रदान कर सकते हैं जैसे न्यूट्रॉन सितारों की आंतरिक सामग्री स्थिति को प्रकट करना और अंतरिक्ष-समय गुरुत्वाकर्षण की बुनियादी विशेषताओं की खोज करना।

यह शोध विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय की प्रमुख अनुसंधान और विकास परियोजनाओं और चीनी विज्ञान अकादमी की संस्थागतकरण परियोजनाओं द्वारा समर्थित है। "फास्ट गैलेक्टिक प्लेन पल्सर सर्वे" परियोजना और संबंधित डेटा के बारे में अधिक जानने के लिए, कृपया परियोजना वेबसाइट पर जाएँ: http://zmtt.bao.ac.cn/GPPS/।