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अजीबोगरीब मिल्की वे सैटेलाइट, क्रेटर 2 की खोज

Date : 08-Jul-2024

 2016 में पहचाना गया क्रेटर 2 अपने विशाल आकार और बेहद कम चमक के कारण उपग्रह आकाशगंगाओं के बीच अलग दिखता है, जो असामान्य डार्क मैटर डायनेमिक्स की ओर इशारा करता है। प्रचलित सीडीएम मॉडल ऐसी विशेषताओं को समझने में संघर्ष करता है। (कलाकार की अवधारणा।) श्रेय: SciTechDaily.com

क्रेटर 2, एक बड़ी, मंद उपग्रह आकाशगंगा, ऐसे गुण प्रदर्शित करती है जो पारंपरिक ठंडे डार्क मैटर सिद्धांतों को चुनौती देते हैं। SIDM सिद्धांत एक बेहतर व्याख्या प्रदान करता है, जो डार्क मैटर इंटरैक्शन का सुझाव देता है जो घनत्व को कम करता है और आकाशगंगा के आकार को बढ़ाता है, जो अवलोकनों से मेल खाता है।

पृथ्वी से लगभग 380,000 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित क्रेटर 2, मिल्की वे की सबसे बड़ी उपग्रह आकाशगंगाओं में से एक है बेहद ठंडे और धीमी गति से चलने वाले तारों के कारण, क्रेटर 2 की सतह की चमक कम है। यह आकाशगंगा कैसे उत्पन्न हुई, यह अभी तक स्पष्ट नहीं है।

क्रेटर 2 को समझने में चुनौतियाँ

"2016 में इसकी खोज के बाद से, क्रेटर 2 के असामान्य गुणों को पुन: पेश करने के कई प्रयास किए गए हैं, लेकिन यह बहुत चुनौतीपूर्ण साबित हुआ है," कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, रिवरसाइड में भौतिकी और खगोल विज्ञान के प्रोफेसर है-बो यू ने कहा, जिनकी टीम अब हाल ही में  एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में प्रकाशित एक पेपर में क्रेटर 2 की उत्पत्ति के लिए एक स्पष्टीकरण प्रदान करती है

उपग्रह आकाशगंगा एक छोटी आकाशगंगा होती है जो एक बड़ी मेजबान आकाशगंगा की परिक्रमा करती है। डार्क मैटर ब्रह्मांड के पदार्थ का 85% हिस्सा बनाता है, और यह गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में एक गोलाकार संरचना बना सकता है जिसे डार्क मैटर हेलो कहा जाता है। अदृश्य, हेलो क्रेटर 2 जैसी आकाशगंगा में व्याप्त है और उसे घेरता है। तथ्य यह है कि क्रेटर 2 बेहद ठंडा है, यह दर्शाता है कि इसके हेलो का घनत्व कम है।

हमारी आकाशगंगा, मिल्की वे, लगभग पचास बौनी आकाशगंगाओं से घिरी हुई है। इनमें से ज़्यादातर आकाशगंगाएँ केवल दूरबीनों के ज़रिए ही पहचानी जा सकती हैं और उनका नाम उस नक्षत्र के नाम पर रखा गया है जिसमें वे आकाश में दिखाई देती हैं (उदाहरण के लिए, ड्रेको, स्कल्प्टर या लियो) हालाँकि, दो सबसे स्पष्ट बौनी आकाशगंगाओं को लार्ज मैगेलैनिक क्लाउड (LMC) और स्मॉल मैगेलैनिक क्लाउड (SMC) कहा जाता है, और ये बिना किसी सहायता के आँखों से आसानी से दिखाई देती हैं। क्रेडिट: ESA/Gaia/DPAC

यू ने बताया कि क्रेटर 2 मिल्की वे के ज्वारीय क्षेत्र में विकसित हुआ और मेजबान आकाशगंगा के साथ ज्वारीय अंतःक्रियाओं का अनुभव किया, ठीक उसी तरह जैसे पृथ्वी के महासागर चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण के कारण ज्वारीय बलों का अनुभव करते हैं। सिद्धांत रूप में, ज्वारीय अंतःक्रियाएं डार्क मैटर हेलो के घनत्व को कम कर सकती हैं।

हालांकि, आकाशगंगा के चारों ओर क्रेटर 2 की कक्षा के नवीनतम माप से पता चलता है कि ज्वारीय अंतर्क्रियाओं की ताकत उपग्रह आकाशगंगा के डार्क मैटर घनत्व को कम करने के लिए बहुत कमजोर है, जो इसके माप के अनुरूप नहीं है - यदि डार्क मैटर ठंडे, टकराव रहित कणों से बना है, जैसा कि प्रचलित ठंडे डार्क मैटर सिद्धांत, या सीडीएम से उम्मीद की जाती है।

यू ने कहा, "एक और पहेली यह है कि क्रेटर 2 का आकार बड़ा कैसे हो सकता है, क्योंकि जब उपग्रह आकाशगंगा मिल्की वे के ज्वारीय क्षेत्र में विकसित होगी, तो ज्वारीय अंतःक्रियाओं के कारण इसका आकार छोटा हो जाएगा।"

एक नया सिद्धांत प्रस्तावित करना: एसआईडीएम

यू और उनकी टीम क्रेटर 2 के गुणों और उत्पत्ति को समझाने के लिए एक अलग सिद्धांत का सहारा लेते हैं। इसे स्व-अंतःक्रियाशील डार्क मैटर या SIDM कहा जाता है, यह डार्क मैटर के विभिन्न वितरणों को स्पष्ट रूप से समझा सकता है। यह सुझाव देता है कि डार्क मैटर के कण एक डार्क फोर्स के माध्यम से स्वयं-अंतःक्रिया करते हैं, जो आकाशगंगा के केंद्र के करीब एक दूसरे से जोरदार तरीके से टकराते हैं।

यू ने कहा, "हमारा काम दिखाता है कि एसआईडीएम क्रेटर 2 के असामान्य गुणों की व्याख्या कर सकता है।" "मुख्य तंत्र यह है कि डार्क मैटर सेल्फ-इंटरैक्शन क्रेटर 2 के हेलो को थर्मलाइज़ करता है और एक उथले घनत्व वाले कोर का निर्माण करता है, यानी, डार्क मैटर का घनत्व छोटी त्रिज्या पर समतल होता है। इसके विपरीत, सीडीएम हेलो में, घनत्व आकाशगंगा के केंद्र की ओर तेजी से बढ़ेगा।"

यू के अनुसार, एसआईडीएम में ज्वारीय अंतःक्रियाओं की अपेक्षाकृत छोटी ताकत, जो क्रेटर 2 की कक्षा के मापन से अपेक्षित है, क्रेटर 2 के डार्क मैटर घनत्व को कम करने के लिए पर्याप्त है, जो अवलोकनों के अनुरूप है।

यू ने कहा, "महत्वपूर्ण बात यह है कि SIDM हेलो में आकाशगंगा का आकार भी बढ़ता है, जो क्रेटर 2 के बड़े आकार को समझाता है।" "डार्क मैटर के कण 'कस्पी' CDM हेलो की तुलना में कोर वाले SIDM हेलो में ज़्यादा शिथिल रूप से बंधे होते हैं। हमारा काम दिखाता है कि SIDM, CDM से बेहतर तरीके से समझाता है कि क्रेटर 2 की उत्पत्ति कैसे हुई।"

इस अध्ययन में यू के साथ यूसीआर के दानेंग यांग, तथा चीन के त्सिंगुआ विश्वविद्यालय के जिंग्यू झांग और हैपेंग एन भी शामिल थे।

यू के शोध को जॉन टेम्पलटन फाउंडेशन और अमेरिकी ऊर्जा विभाग द्वारा समर्थन दिया गया।


 

 
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