रात का आकाश लंबे समय से कई सितारों वाले व्यक्ति को आकर्षित और प्रभावित करता है। एक शौकिया दूरबीन बहुत अधिक विविध प्रकार की गहरी अंतरिक्ष वस्तुओं को देख सकती है - गुच्छों की एक बहुतायत, गोलाकार और बिखरी हुई, नीहारिकाएँ और आस-पास की आकाशगंगाएँ। लेकिन बेहद शानदार और दिलचस्प घटनाएं हैं जिनका पता केवल शक्तिशाली खगोलीय उपकरण ही लगा सकते हैं। ब्रह्मांड के ऐसे खजाने में गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग की घटनाएं हैं, और उनमें से तथाकथित आइंस्टीन के क्रॉस हैं। यह क्या है, हम इस लेख में जानेंगे।
स्पेस लेंस
एक गुरुत्वाकर्षण लेंस एक वस्तु के एक शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र द्वारा एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान (उदाहरण के लिए, एक बड़ी आकाशगंगा) द्वारा बनाया जाता है, जो गलती से पर्यवेक्षक और कुछ दूर के प्रकाश स्रोत के बीच पकड़ा जाता है - एक क्वासर, एक अन्य आकाशगंगा या एक उज्ज्वल सुपरनोवा।
आइंस्टीन का गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को अंतरिक्ष-समय सातत्य की विकृति मानता है। तदनुसार, वे रेखाएँ जिनके साथ प्रकाश किरणें कम से कम समय अंतराल (जियोडेसिक रेखाएँ) में फैलती हैं, वे भी हैंमुड़े हुए हैं। नतीजतन, पर्यवेक्षक प्रकाश स्रोत की छवि को एक निश्चित तरीके से विकृत देखता है।
"आइंस्टीन क्रॉस" क्या है?
विकृति की प्रकृति गुरुत्वाकर्षण लेंस के विन्यास और स्रोत और पर्यवेक्षक को जोड़ने वाली दृष्टि रेखा के सापेक्ष उसकी स्थिति पर निर्भर करती है। यदि लेंस फोकल लाइन पर सख्ती से सममित है, विकृत छवि रिंग के आकार की हो जाती है, यदि सममिति के केंद्र को रेखा के सापेक्ष स्थानांतरित कर दिया जाता है, तो ऐसे आइंस्टीन रिंग को आर्क्स में विभाजित किया जा सकता है।
पर्याप्त रूप से मजबूत बदलाव के साथ, जब प्रकाश द्वारा तय की गई दूरियां महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होती हैं, तो लेंसिंग कई डॉट इमेज बनाती है। आइंस्टीन के क्रॉस, सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के लेखक के सम्मान में, जिसके ढांचे के भीतर इस तरह की घटनाओं की भविष्यवाणी की गई थी, लेंसयुक्त स्रोत की चौगुनी तस्वीर कहलाती है।
चार चेहरों में कसार
सबसे अधिक "फोटोजेनिक" चौगुनी वस्तुओं में से एक क्वासर QSO 2237+0305 है, जो नक्षत्र पेगासस से संबंधित है। यह बहुत दूर है: इस क्वासर द्वारा उत्सर्जित प्रकाश जमीन-आधारित और अंतरिक्ष दूरबीनों के कैमरा लेंस से टकराने से पहले 8 अरब साल से अधिक की यात्रा करता है। इस आइंस्टीन क्रॉस के संबंध में यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि यह एक उचित नाम है, हालांकि अनौपचारिक, और एक बड़े अक्षर के साथ लिखा गया है।
फोटो में सबसे ऊपर आइंस्टीन क्रॉस है। केंद्रीय स्थान लेंसिंग आकाशगंगा का केंद्रक है। तस्वीर अंतरिक्ष द्वारा ली गई थीहबल दूरबीन।
आकाशगंगा ZW 2237+030, एक लेंस के रूप में कार्य करते हुए, क्वासर से 20 गुना करीब है। दिलचस्प बात यह है कि अलग-अलग सितारों द्वारा उत्पादित अतिरिक्त लेंसिंग प्रभाव, और संभवतः स्टार क्लस्टर या इसकी संरचना में बड़े पैमाने पर गैस और धूल के बादलों के कारण, चार घटकों में से प्रत्येक की चमक धीरे-धीरे बदलती है, और असमान होती है।
विभिन्न प्रकार के आकार
शायद क्रॉस-लेंस वाला क्वासर एचई 0435-1223 कम सुंदर नहीं है, क्यूएसओ 2237+0305 के लगभग समान दूरी। गुरुत्वाकर्षण लेंस, परिस्थितियों के पूरी तरह से यादृच्छिक सेट के कारण, यहां ऐसी स्थिति पर कब्जा कर लेता है कि क्वासर की सभी चार छवियां लगभग समान रूप से स्थित होती हैं, लगभग एक नियमित क्रॉस बनाती हैं। यह असाधारण रूप से शानदार वस्तु एरिदानी के नक्षत्र में स्थित है।
और अंत में एक विशेष अवसर। खगोलविद एक तस्वीर में कैद करने के लिए काफी भाग्यशाली थे कि कैसे एक शक्तिशाली लेंस - अग्रभूमि में एक विशाल समूह में एक आकाशगंगा - एक क्वासर नहीं, बल्कि एक सुपरनोवा विस्फोट। इस घटना की विशिष्टता यह है कि सुपरनोवा, क्वासर के विपरीत, एक अल्पकालिक घटना है। Refsdal सुपरनोवा नामक विस्फोट, 9 अरब साल पहले एक दूर की आकाशगंगा में हुआ था।
कुछ समय बाद, आइंस्टीन क्रॉस के लिए, जिसने प्राचीन तारकीय विस्फोट को मजबूत और गुणा किया, थोड़ा और दूर, एक और पांचवीं छवि जोड़ी गई, लेंस संरचना की ख़ासियत के कारण देर से और, वैसे, भविष्यवाणी की गईअग्रिम में।
नीचे दी गई तस्वीर में आप गुरुत्वाकर्षण से गुणा सुपरनोवा Refsdal का "चित्र" देख सकते हैं।
घटना का वैज्ञानिक महत्व
बेशक, आइंस्टीन क्रॉस जैसी घटना न केवल एक सौंदर्य भूमिका निभाती है। इस प्रकार की वस्तुओं का अस्तित्व सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत का एक आवश्यक परिणाम है, और उनका प्रत्यक्ष अवलोकन इसकी वैधता की सबसे स्पष्ट पुष्टि में से एक है।
गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के अन्य प्रभावों के साथ, वे वैज्ञानिकों का पूरा ध्यान आकर्षित करते हैं। आइंस्टीन के क्रॉस और वलय न केवल ऐसे दूर के प्रकाश स्रोतों का अध्ययन करना संभव बनाते हैं जो लेंस की अनुपस्थिति में नहीं देखे जा सकते थे, बल्कि स्वयं लेंस की संरचना भी - उदाहरण के लिए, आकाशगंगा समूहों में डार्क मैटर का वितरण।
क्वासर (क्रूसिफ़ॉर्म वाले सहित) की असमान रूप से खड़ी लेंस वाली छवियों का अध्ययन हबल स्थिरांक जैसे अन्य महत्वपूर्ण ब्रह्माण्ड संबंधी मापदंडों को परिष्कृत करने में भी मदद कर सकता है। ये अनियमित आकार के आइंस्टीन के छल्ले और क्रॉस उन किरणों से बनते हैं जिन्होंने अलग-अलग समय में अलग-अलग दूरी तय की है। इसलिए, चमक में उतार-चढ़ाव के साथ उनकी ज्यामिति की तुलना हबल स्थिरांक और इसलिए ब्रह्मांड की गतिशीलता को निर्धारित करने में बड़ी सटीकता प्राप्त करना संभव बनाती है।
एक शब्द में कहें तो गुरुत्वीय लेंस द्वारा निर्मित अद्भुत घटनाएं न केवल आंखों को भाती हैं, बल्कि आधुनिक अंतरिक्ष विज्ञान में भी एक गंभीर भूमिका निभाती हैं।
