இந்திய வானியலாளர்கள் சுமார் 25 மில்லியன் ஒளியாண்டு தொலைவில் உள்ள பிரகாசமான எக்ஸ்-கதிர் மூலமான NGC 4490 ULX-8 பற்றி 24 ஆண்டுகளில் எடுக்கப்பட்ட 39 சந்திரா, எக்ஸ்எம்எம்-நியூட்டன், ஸ்விஃப்ட் கண்காணிப்புகளை ஒன்றிணைத்தனர்; அது எடிங்டன் வரம்பில் அல்லது அதற்கு அருகில் உண்ணும் விண்மீன்-நிறைக் கருந்துளைக்குப் பொருந்துவதாகக் கண்டனர்

இந்திய நிறுவனங்களைச் சேர்ந்த ஆய்வாளர் குழு ஒன்று, ஒரு பிரகாசமான மூலத்தின் 24 ஆண்டு எக்ஸ்-கதிர் கண்காணிப்புகளை ஒரே ஆய்வாக ஒன்றிணைத்துள்ளது. NGC 4490 ULX-8 என்ற அந்த மூலம் சுமார் 7.8 மெகாபார்செக் தொலைவில் (ஆய்வுக் கட்டுரை ஏற்கும் தொலைவு, கிட்டத்தட்ட 25 மில்லியன் ஒளியாண்டு) உள்ள ஒரு விண்மீன் திரளில் இருக்கிறது; அதன் ஒளி, தனது எடிங்டன் வரம்பில் அல்லது அதற்கு அருகில் பொருளை உண்ணும் விண்மீன்-நிறைக் கருந்துளைக்குப் பொருந்துவதாக குழு காண்கிறது. 2000 முதல் 2024 வரை எடுக்கப்பட்ட 14 சந்திரா, 6 எக்ஸ்எம்எம்-நியூட்டன், 19 ஸ்விஃப்ட்-எக்ஸ்ஆர்டி கண்காணிப்புகளை இந்த ஆய்வு பயன்படுத்துகிறது. இதை அறிவியல் தொழில்நுட்ப அமைச்சகம் 2026 நவம்பர் 2 அன்று அறிவித்தது; இது மன்த்லி நோட்டிசஸ் ஆஃப் தி ராயல் அஸ்ட்ரோனாமிக்கல் சொசைட்டியில் வெளியானது என்றும் கூறுகிறது.

ஆசிரியர்கள் தரங் வசிஷ்ட், அரு பேரி, தனுமன் கோஷ், அமன் உபாத்யாய், விக்ரம் ராணா; அவர்கள் ஐஐஎஸ்இஆர் மொஹாலி, இந்திய வானியற்பியல் நிறுவனம் (IIA), பல்கலைக்கழகங்களுக்கிடையிலான வானியல் மற்றும் வானியற்பியல் மையம் (ஐயுகா), ராமன் ஆராய்ச்சி நிறுவனம் (RRI) ஆகியவற்றிலிருந்து பணியாற்றுகின்றனர்.

தன் வரம்பையே மிஞ்சும் ஒரு மூலம்

அதிபிரகாச எக்ஸ்-கதிர் மூலம், அதாவது ULX என்பது, ஒரு விண்மீன் திரளின் மையத்துக்கு வெளியே இருந்து வினாடிக்கு 10³⁹ எர்க்குக்கு மேல் கதிர்வீசும் புள்ளி போன்ற எக்ஸ்-கதிர் உமிழ்வி. இது கிட்டத்தட்ட 10 சூரியன் நிறைகொண்ட கருந்துளையின் எடிங்டன் வரம்பு என்று ஆய்வுக் கட்டுரை குறிப்பிடுகிறது. ULX என்பது துணை விண்மீனிடமிருந்து வாயுவை இழுக்கும் நியூட்ரான் விண்மீனோ கருந்துளையோ என்றும், உள்ளே விழும் வாயு சூடாகி எக்ஸ்-கதிர்களை வெளியிடுகிறது என்றும் அறிக்கை விவரிக்கிறது.

எடிங்டன் வரம்பு என்பது, ஒளியின் வெளிநோக்கிய தள்ளுதல் வாயு மீதான ஈர்ப்பின் உள்நோக்கிய இழுவையுடன் சமநிலை அடையும் பிரகாசம். அது பொருளின் நிறையுடன் உயர்கிறது. அமெரிக்க இயற்பியல் கழகம் வெளியிட்ட ஓர் இயற்பியல் மதிப்பாய்வு அதை, கருத்தியல் கோள வடிவ மாதிரியிலிருந்து வரும் ஒரு தோராய விதி என்று அழைக்கிறது; தடிமனான வட்டுகள், பீச்சுகள், இணைப்புகள் ஆகியவற்றை, கருந்துளை அதை மீற முடிந்த வழிகளாகப் பட்டியலிடுகிறது.

ULX களுக்கு ஆய்வுக் கட்டுரை இரண்டு வாசிப்புகளைத் தருகிறது. ஒன்று, வழக்கத்தை விட நிறைமிக்க கருந்துளை. மற்றொன்று, வளரும் சான்றுகள் இதையே ஆதரிக்கின்றன என்று அது கூறுகிறது: வாயு வெளியேற்றங்களின் உதவியுடனோ கற்றை உருவாக்கத்தின் உதவியுடனோ, வரம்புக்கு அருகில் அல்லது அதற்கு மேல் பொருளை ஈர்க்கும் விண்மீன்-நிறைக் கருந்துளை அல்லது நியூட்ரான் விண்மீன். துடிப்புகள் தோன்றும்போது கேள்வியைத் தீர்த்துவிடுகின்றன: துடிக்கும் 10க்கும் மேற்பட்ட ULX களை ஆய்வுக் கட்டுரை எண்ணுகிறது; ஒவ்வொன்றும் நியூட்ரான் விண்மீன். ULX-8 எதையும் காட்டவில்லை. கருந்துளைகளை அணுகும் பிற வழிகளை நிகழ்வு எல்லைத் தொலைநோக்கி பற்றிய கட்டுரையிலும், மோதும் கருந்துளைகளின் ஈர்ப்பலைகள் பற்றிய கட்டுரையிலும் எங்கள் பகுதிகள் விவரிக்கின்றன.

ஏன் இந்த விண்மீன் திரள் இணை, ஏன் இந்த மூலம்

NGC 4490 என்பது NGC 4485 என்ற சிறிய ஒழுங்கற்ற விண்மீன் திரளுடன் தொடர்புகொள்ளும் ஒரு சுருள் விண்மீன் திரள். இந்த இணையில் ஆண்டுக்கு சுமார் 4.7 சூரிய நிறை என்ற நிலையான விண்மீன் உருவாக்க வீதத்தை ஆய்வுக் கட்டுரை மேற்கோள் காட்டுகிறது. 2002 இல் டிமோதி ராபர்ட்ஸ் மற்றும் சகாக்கள் தெரிவித்த 20 கிலோவினாடி சந்திரா கண்காணிப்பு அங்கே ஆறு ULX களைக் கண்டது; அவற்றில் ஐந்து கருந்துளை இரட்டைகளாக இருக்கக்கூடியவை, ஆறாவது ஒரு சூப்பர்நோவா எச்சமாக இருக்கக்கூடியது; அவை அனைத்தும் விண்மீன் உருவாகும் பகுதிகளில் இருப்பதையும் அது குறித்தது. 2008 இல் வெளியான ஒரு பட்டியல் பின்னர் அமைப்பின் ULX களுக்கு 1 முதல் 8 வரை எண்ணிட்டது.

ULX-8 தனித்திருப்பதால், நீண்டகால ஆய்வுக்கு ஏற்றதாக இருந்தது. ULX-1, 3, 4 ஆகியவை மிக அருகருகே இருப்பதால் மூல மாசுபாடு எக்ஸ்எம்எம்-நியூட்டன் பகுப்பாய்வைச் சிக்கலாக்குகிறது; ஆனால் ULX-8 இன் ஒளியை 19 வில்வினாடி வரை அகலமுள்ள வட்டத்திலிருந்து பிரித்தெடுக்க குழுவால் முடிந்தது. 2009 இல் ஜேம்ஸ் கிளாட்ஸ்டோன், ராபர்ட்ஸ் ஆகியோரின் ஆய்வு உட்பட, அதன் மீதான முந்தைய பணி, 2000 முதல் 2004 வரையிலான நான்கு சந்திரா, எக்ஸ்எம்எம்-நியூட்டன் கண்காணிப்புகளைப் பயன்படுத்தியது. புதிய ஆய்வின் 39 கண்காணிப்புகளில் 22 (எக்ஸ்எம்எம்-நியூட்டனில் இரண்டு, சந்திராவில் ஒன்று, ஸ்விஃப்ட்டின் 19 அனைத்தும்) இந்த மூலத்துக்கு முன்பு ஆராயப்படாதவை என்று ஆய்வுக் கட்டுரை பட்டியலிடுகிறது.

மூன்று தொலைநோக்கிகளின் முப்பத்தொன்பது பார்வைகள்

சந்திரா 1999 ஜூலை 23 அன்றும், எக்ஸ்எம்எம்-நியூட்டன் 1999 டிசம்பர் 10 அன்றும், ஸ்விஃப்ட் 2004 நவம்பர் 20 அன்றும் ஏவப்பட்டன. ஸ்விஃப்ட்டின் சில குறிவைப்புகளும் ஒரு சந்திரா கண்காணிப்பும் NGC 4490 இல் உள்ள சூப்பர்நோவாவான SN 2008ax ஐ நோக்கி இயக்கப்பட்டன என்றும், அதே களத்தில் ULX-8 ஐயும் பிடித்தன என்றும் ஆய்வுக் கட்டுரை கூறுகிறது. ஸ்விஃப்ட் தரவை மாசுபடுத்தக்கூடிய எக்ஸ்-கதிர் உமிழ்வை சூப்பர்நோவாவின் நிலை காட்டவில்லை என்பதை குழு சரிபார்த்தது.

பயன்படுத்தப்பட்ட முதல் கண்காணிப்பு 2000 நவம்பர் 3 அன்று சந்திராவினுடையது. கடைசி கண்காணிப்பு 2024 மே 4 அன்று ஸ்விஃப்ட்டினுடையது. பயன்படுத்தக்கூடிய வெளிப்பாடு மிகக் குறைவாக இருந்த இரண்டைத் தவிர, கிடைத்த ஒவ்வொரு சந்திரா, எக்ஸ்எம்எம்-நியூட்டன் கண்காணிப்பையும் குழு பயன்படுத்தியது; மூலம் இரைச்சலைப் போல மூன்று மடங்குக்கு மேல் உயர்ந்து நின்ற ஸ்விஃப்ட் கண்காணிப்புகளை வைத்துக்கொண்டது; அதில் 19 எஞ்சின.

IIA ஆசிரியர் என்று அறிக்கை விவரிக்கும் இணை ஆசிரியர் அரு பேரி, இந்த முடிவை “இந்த மூலத்தின் இன்றுவரையிலான மிக நீண்ட எக்ஸ்-கதிர் ஆய்வுகளில் ஒன்று” என்றார். ULX-8 பற்றி இதுவரை நடந்த மிக விரிவான ஆய்வு இது என்பது ஆய்வுக் கட்டுரையின் சொந்த சொற்கள். ஆய்வுக் கட்டுரை பேரியின் ஐஐஎஸ்இஆர் மொஹாலி முகவரியை முதலில் பட்டியலிடுகிறது; IIA மூன்றாவது. முதல் ஆசிரியர் வசிஷ்ட் ஐஐஎஸ்இஆர் மொஹாலி மாணவர்; இந்தப் பணி RRI இல் ஒரு வருகை மாணவர் திட்டத்தில் தொடங்கியது என்று ஆய்வுக் கட்டுரையின் நன்றி அறிவிப்புகள் கூறுகின்றன.

எல்லாத் தரவும் பொதுக் காப்பகங்களிலிருந்து வருகிறது: நாசாவின் HEASARC, ஈசாவின் எக்ஸ்எம்எம்-நியூட்டன் காப்பகம், சந்திரா தரவுக் காப்பகம். இந்தியாவின் சொந்த எக்ஸ்-கதிர் வானாய்வகமான ஆஸ்ட்ரோசாட் இந்தப் பகுப்பாய்வின் பகுதியாக இல்லை.

24 ஆண்டு ஒளி எப்படி இருந்தது

மூலம் முழு காலத்திலும் அதிபிரகாசமாகவே இருந்தது. பல ஆண்டு கால அளவுகளில் அதன் பிரகாசம் கணிசமாக மாறியது; எந்த ஒரு கண்காணிப்புக்குள்ளும் சிறிதளவே மாறியது. குறுகிய கால அளவுகளில், 2020 நவம்பர் முதல் 2021 ஆகஸ்ட் வரை கிட்டத்தட்ட மாதாந்திர இடைவெளியில் எடுக்கப்பட்ட சந்திரா தொடரில் 3.73 (கூட்டல் கழித்தல் 1.04) மடங்கும், 2008 மார்ச், ஏப்ரல் ஸ்விஃப்ட் தரவில் 2.59 (கூட்டல் கழித்தல் 1.37) மடங்கும் ஏற்ற இறக்கங்களை ஆய்வுக் கட்டுரை அளக்கிறது.

மாற்றத்தின் அளவு, நிறமாலையைப் பொருத்தப் பயன்படுத்தும் மாதிரியைப் பொறுத்தது. வட்டு மாதிரி வினாடிக்கு சுமார் 2 முதல் 5 மடங்கு 10³⁹ எர்க் ஒளிர்வைத் தருகிறது; ஆற்றல்-விதி மாதிரி சுமார் 3 முதல் 20 மடங்கு 10³⁹ தருகிறது. 2022 டிசம்பர் 1, 2024 மே 4 ஆகிய தேதிகளில் எடுக்கப்பட்ட இரண்டு சமீபத்திய ஸ்விஃப்ட் கண்காணிப்புகள் கூர்மையான உயர்வைக் காட்டுகின்றன: நூறு வினாடிக்கு சுமார் 2.4, 2.8 எண்ணிக்கைகள்; முந்தைய 17 ஸ்விஃப்ட் கண்காணிப்புகளில் அது 0.65 முதல் 1.5. இது திரட்டல் நிலைகளுக்கிடையிலான மாற்றத்தை அன்றி, வாயு விழும் வீதத்தில் ஏற்பட்ட மாற்றத்தைப் பிரதிபலிக்கலாம் என்று ஆசிரியர்கள் கூறுகின்றனர்.

நிறமாலைகள் 1 முதல் 2 கிலோ எலக்ட்ரான்வோல்ட்டில் உச்சம் பெறும் மென்மையான ஒற்றை வளைவு; தனித்த கடின அல்லது மென்மைக் கூறு இல்லை. எக்ஸ்-கதிர் ஃபோட்டான்களின் எண்ணிக்கை ஆற்றலுடன் எவ்வளவு விரைவாகக் குறைகிறது என்பதை விவரிக்கும் ஃபோட்டான் குறியீடு 0.9 முதல் 2.7 வரை இருக்கிறது. வட்டின் உள் விளிம்பு 1.0 முதல் 1.6 கிலோ எலக்ட்ரான்வோல்ட் வெப்பநிலையில் வருகிறது.

நம் சொந்த விண்மீன் திரளில் உள்ள பல கருந்துளை இரட்டைகள், தனித்த கடின, மென்மை நிலைகளுக்கிடையே ஊசலாடுகின்றன; இது கடினத்தன்மைக்கும் பிரகாசத்துக்குமான வரைபடத்தில் சுழல் தடமாகத் தெரியும். ULX-8 இரண்டுக்கும் இடையே தெளிவான மாற்றத்தைக் காட்டவில்லை. இதை திரட்டல் நிலைகளுக்கிடையே வியத்தகு மாற்றங்கள் இல்லாதது என்று அறிக்கை விவரிக்கிறது.

இதைக் கருந்துளையாகக் குழு படிப்பது எப்படி

இரண்டு வாதங்கள் ஒரே திசையைக் காட்டுகின்றன. முதலாவது, மூலத்தின் 0.84 முதல் 3.04 வரையிலான கடினத்தன்மை விகிதமும் அதன் ஃபோட்டான் குறியீடுகளும் நியூட்ரான்-விண்மீன் ULX கள் அமையும் வரைபடத்தின் கடினமான பகுதிக்கு வெளியே அதை வைக்கின்றன; அதன் நிறமாலை மிகை-மாறுநிலை ஓட்டத்திலிருந்து எதிர்பார்க்கப்படும் வட்டு-ஆதிக்க உமிழ்வுடன் பொருந்துகிறது என்று ஆய்வுக் கட்டுரை கூறுகிறது. இரண்டாவது, பொருத்தப்பட்ட வட்டு அளவை குழு நிறையாக மாற்றியது. உண்மையான கோணம் தெரியாதபோது பொதுவான தேர்வான 60 டிகிரி வட்டுச் சாய்வை எடுத்துக்கொண்டால், சுழலாத கருந்துளைக்கு சுமார் 17 சூரியன்களும், வேகமாகச் சுழலும் கருந்துளைக்கு சுமார் 81 சூரியன்களும் முடிவாக வருகின்றன. இவற்றை விளக்கத்துக்கான, மாதிரியைச் சார்ந்த மதிப்புகள் என்று ஆசிரியர்கள் அழைக்கின்றனர்.

ஆய்வுக் கட்டுரையிலேயே இரண்டு எச்சரிக்கைகள் உள்ளன. வட்டு வெப்பநிலைக்கும் ஒளிர்வுக்கும் இடையிலான தொடர்பு வலுவற்ற முறையில் கட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது; அது மெல்லிய வட்டு, மெலிந்த வட்டு ஆகிய இரு படங்களுக்கும் பொருந்துகிறது; எனவே திரட்டல் ஆட்சிகளை அது பிரித்துக் காட்ட முடியாது. இரண்டாவது, ஒளிர்வு தொலைவைச் சார்ந்தது; இங்கே தொலைவே நிச்சயமற்றது: ஒவ்வொரு விண்மீன் திரளிலும் உள்ள விண்மீன்கள் பற்றிய ஹப்பிள் அளவீடுகள் NGC 4490 க்கு 6.5 மெகாபார்செக்கையும், NGC 4485 க்கு 8.8 ஐயும் தருகின்றன என்றும், அது நெருங்கிய தொடர்புடன் பொருந்தாது என்றும் ஆய்வுக் கட்டுரை குறிப்பிடுகிறது; எனவே முந்தைய எக்ஸ்-கதிர் ஆய்வுகளுடன் ஒப்பிடத்தக்கதாக இருக்க, அது டல்லி-ஃபிஷர் எண்ணான 7.8 மெகாபார்செக்கையே வைத்துக்கொள்கிறது.

வரம்பில், அருகில் அல்லது அதற்கு அப்பால்

அறிக்கை தனது முடிவை இரண்டு விதமாகச் சொல்கிறது. ஒரு பத்தி, இந்த முடிவுகளை, பாரம்பரிய எடிங்டன் வரம்பை மீறும் வீதங்களில் பொருளை ஈர்க்கும் கருந்துளைக்கான வலுவான சான்று என்று அழைக்கிறது. பிந்தைய பத்தி, ULX-8 பெரும்பாலும் வரம்பில் அல்லது அதற்கு அருகில் ஈர்க்கும் விண்மீன்-நிறைக் கருந்துளை என்று கூறுகிறது. ஆய்வுக் கட்டுரையின் சுருக்கம் இரண்டாவது வடிவத்தைப் பயன்படுத்துகிறது: முடிவுகள் எடிங்டன் வரம்பில் அல்லது அதற்கு அருகில் இயங்கும் விண்மீன்-நிறைக் கருந்துளையுடன் ஒத்துப்போகின்றன. அறிக்கையை மீண்டும் சொல்லும் ஐபிஜி நியூஸும் “வரம்பில் அல்லது அதற்கு அருகில்” என்றே தருகிறது. இந்தக் கட்டுரை ஆய்வுக் கட்டுரையைப் பின்பற்றுகிறது.

அடுத்து என்ன

பதிவை நீட்டக்கூடிய இரண்டு கருவிகளை அறிக்கை குறிப்பிடுகிறது: ஐரோப்பிய விண்வெளி முகமையின் நியூஅதீனா எக்ஸ்-கதிர் வானாய்வகமும், இந்தியாவின் முன்மொழியப்பட்ட எக்ஸ்சாட்டும்; இது அடுத்த தலைமுறை நேரப்பதிவு மற்றும் நிறமாலை திட்டம் என்று விவரிக்கப்படுகிறது. இந்தக் கட்டுரைக்காகப் பார்த்த ஆதாரங்களில் எக்ஸ்சாட் பற்றி மேலும் விவரம் எதுவும் இல்லை. பெரும்பாலான பணி நடந்த IIA, RRI இரண்டும் அறிவியல் தொழில்நுட்பத் துறையின் தன்னாட்சி நிறுவனங்கள். நியூஅதீனா திட்டப் பக்கம் 2037 இல் திட்டமிட்ட ஏவலையும், 2027 இல் ஈசா ஏற்பதை இலக்காகவும் தருகிறது.