दशकों से, वैज्ञानिकों का मानना था कि सोना और अन्य भारी तत्व न्यूट्रॉन सितारों की प्रलयंकारी टक्कर से पैदा हुए थे। ब्रह्मांड में देखी गई ये दुर्लभ घटनाएँ ऐसे तत्वों के निर्माण के लिए आवश्यक गहन परिस्थितियाँ प्रदान करती प्रतीत होती हैं। तथापि, नासा से नए निष्कर्ष और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी का सुझाव है कि एक और, कहीं अधिक बार होने वाली प्रक्रिया ने और भी बड़ी भूमिका निभाई होगी। दो दशकों के अंतरिक्ष अवलोकनों से प्राप्त साक्ष्य अत्यधिक चुंबकीय न्यूट्रॉन सितारों की ओर इशारा करते हैं, जिन्हें मैग्नेटर्स के रूप में जाना जाता है, जो सोने और लोहे से भी भारी अन्य तत्वों का एक आश्चर्यजनक स्रोत हैं। यह खोज इस बात की वैज्ञानिक समझ को नया आकार दे रही है कि ब्रह्मांड ने उन सामग्रियों का निर्माण कैसे किया जो अब ग्रहों से लेकर स्मार्टफोन तक हर चीज में मौजूद हैं।
मैग्नेटर ब्रह्मांड के सबसे दुर्लभ तत्वों को कैसे बना सकते हैं
मैग्नेटार विज्ञान के लिए ज्ञात सबसे चरम वस्तुओं में से एक हैं। सुपरनोवा विस्फोटों के बाद जब विशाल तारे ढहते हैं, तो उनका निर्माण होता है, उनमें सूर्य से भी अधिक द्रव्यमान होता है जो लगभग 20 किलोमीटर चौड़े गोले में संकुचित हो जाता है। उनके चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी की तुलना में खरबों गुना अधिक मजबूत हैं, और दुर्लभ अवसरों पर वे विकिरण के विशाल विस्फोट छोड़ते हैं जिन्हें विशाल ज्वाला कहा जाता है। द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में प्रकाशित कोलंबिया विश्वविद्यालय के अनिरुद्ध पटेल के नेतृत्व में एक अध्ययन से पता चलता है कि इस तरह की चमक तेजी से न्यूट्रॉन कैप्चर या आर-प्रक्रिया नामक प्रक्रिया के माध्यम से भारी तत्व बना सकती है।इन तीव्र विस्फोटों के दौरान, मैग्नेटर की परत के टुकड़े तेज गति से आसपास के स्थान में फेंके जा सकते हैं। इस चरम वातावरण में, परमाणु नाभिक एक दूसरे पर न्यूट्रॉन की बमबारी करते हैं, जिससे हल्के तत्व तेजी से भारी तत्वों जैसे सोना, प्लैटिनम और यूरेनियम में परिवर्तित हो जाते हैं। शोधकर्ताओं का अनुमान है कि हमारी आकाशगंगा में लोहे से भी भारी सभी तत्वों में मैग्नेटर फ्लेयर्स का योगदान दस प्रतिशत तक हो सकता है। चूँकि ब्रह्माण्डीय इतिहास में चुम्बक अपेक्षाकृत पहले से मौजूद थे, इसलिए वे यह बता सकते हैं कि पहली न्यूट्रॉन तारे की टक्कर होने से बहुत पहले ब्रह्मांड में सोना कैसे मौजूद था।टीम ने दिसंबर 2004 में खोजी गई एक विशाल चमक से पहले अनदेखा किए गए गामा-किरण डेटा का विश्लेषण करके अपने सिद्धांत का समर्थन किया। नासा के RHESSI और ESA के इंटीग्रल वेधशालाओं द्वारा रिकॉर्ड किया गया संकेत, ऐसे विस्फोटों में भारी तत्वों के बनने पर अपेक्षित रेडियोधर्मी क्षय पैटर्न के लिए सैद्धांतिक भविष्यवाणियों से मेल खाता है। नए मिशनों के बजाय अभिलेखीय अवलोकनों से प्राप्त परिणाम, आधुनिक खगोल भौतिकी में पिछले डेटा के निरंतर मूल्य को दर्शाता है।
प्रयोगशाला टकरावों से पृथ्वी पर सोने के निर्माण के बारे में क्या पता चलता है?
जबकि मैग्नेटर्स ब्रह्मांडीय तराजू पर काम करते हैं, इसी तरह की प्रक्रियाओं का अध्ययन घर के बहुत करीब से किया जा सकता है। सीईआरएन के लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (एलएचसी) के शोधकर्ताओं ने लेड आयनों के अल्ट्रापरिफेरल टकराव का उपयोग करके इन चरम स्थितियों के लघु संस्करणों को फिर से बनाया है। ऐसे टकरावों में, परमाणु नाभिक शारीरिक रूप से स्पर्श किए बिना एक दूसरे के पास से गुजरते हैं। सीधे टकराने के बजाय, वे आयनों के उच्च वेग से उत्पन्न तीव्र विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के माध्यम से बातचीत करते हैं।ऐलिस सहयोग द्वारा 2024 का एक अध्ययन, फिजिकल रिव्यू सी में प्रकाशितइन घटनाओं के दौरान उत्पन्न प्रोटॉन और न्यूट्रॉन उत्सर्जन के क्रॉस-सेक्शन को पहली बार मापा गया। परिणामों ने पुष्टि की कि फोटॉन-प्रेरित प्रतिक्रियाएं सीसा नाभिक को थैलियम, पारा और यहां तक कि सोने जैसे हल्के तत्वों में बदल सकती हैं। यद्यपि उत्पादित मात्रा सूक्ष्म है, एलएचसी के दूसरे परिचालन संचालन के दौरान लगभग 2.9 × 10⁻¹¹ ग्राम अनुमानित है, प्रयोग से पता चलता है कि सोना वास्तव में प्रत्यक्ष परमाणु संलयन के बजाय विद्युत चुम्बकीय पृथक्करण के माध्यम से बनाया जा सकता है।निष्कर्ष न केवल RELDIS जैसे सैद्धांतिक मॉडल को मान्य करते हैं बल्कि भविष्य के उच्च-ऊर्जा प्रयोगों के लिए व्यावहारिक निहितार्थ भी हैं। फोटोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं की समझ में सुधार करके, वैज्ञानिक यह परिष्कृत कर सकते हैं कि वे बीम हानि और कण उत्सर्जन को कैसे नियंत्रित करते हैं, जो कोलाइडर प्रदर्शन और सुरक्षा दोनों के लिए महत्वपूर्ण हैं। उनके इंजीनियरिंग मूल्य से परे, ऐसे अध्ययन मैग्नेटर्स और सुपरनोवा में होने वाली समान परमाणु प्रक्रियाओं का एक ठोस प्रयोगशाला प्रदर्शन प्रदान करते हैं।
यह खोज ब्रह्मांडीय विकास की कहानी क्यों बदल देती है?
यह विचार कि मैग्नेटर फ्लेयर्स भारी तत्वों का एक प्रमुख स्रोत हो सकता है, खगोल भौतिकी में लंबे समय से चली आ रही कहानी को चुनौती देता है। गुरुत्वाकर्षण-तरंग और ऑप्टिकल अवलोकनों के माध्यम से 2017 में पुष्टि की गई न्यूट्रॉन स्टार विलय को सोने और अन्य आर-प्रक्रिया तत्वों की मुख्य उत्पत्ति माना जाता था। हालाँकि, ब्रह्मांड के इतिहास में ये टकराव अपेक्षाकृत देर से होते हैं, तारों की पहली पीढ़ियों के बनने के काफी समय बाद। बहुत पुराने तारों में सोने और यूरेनियम की मौजूदगी से पता चलता है कि पहले कोई अन्य तंत्र काम करता रहा होगा।एक अतिरिक्त स्रोत के रूप में मैग्नेटर फ्लेयर्स की पहचान करके, शोधकर्ताओं ने रासायनिक विकास के अध्ययन में एक नया अध्याय खोला है। नतीजे बताते हैं कि ब्रह्मांड ने पहले की तुलना में बहुत पहले ही जटिल पदार्थ का उत्पादन शुरू कर दिया था। यह न केवल तत्व निर्माण की समयरेखा को बदलता है बल्कि आकाशगंगाओं के विकास के मॉडल को भी प्रभावित करता है। पहले विशाल तारों की मृत्यु के तुरंत बाद होने वाली मैग्नेटर गतिविधि, ग्रहों और जैविक प्रणालियों के लिए कच्चे माल के साथ प्रारंभिक ब्रह्मांड का बीजारोपण कर सकती थी।2027 में लॉन्च होने वाले नासा के कॉम्पटन स्पेक्ट्रोमीटर और इमेजर (सीओएसआई) जैसे भविष्य के मिशनों से इन निष्कर्षों का परीक्षण करने की उम्मीद है। COSI उनके गामा-किरण हस्ताक्षरों को मापकर मैग्नेटर घटनाओं के दौरान बनने वाले विशिष्ट तत्वों की पहचान करने में सक्षम होगा। इसका डेटा यह पुष्टि करने में मदद करेगा कि क्या ऐसी चमक वास्तव में ब्रह्मांड के भारी तत्वों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है या क्या अन्य, अभी तक अनदेखे, प्रक्रियाएं भी योगदान दे सकती हैं।
सोने तक पहुँचने के दोनों रास्ते पदार्थ के बारे में हमारी समझ को कैसे गहरा करते हैं
खगोलभौतिकी और प्रायोगिक साक्ष्यों का अभिसरण इस बात को रेखांकित करता है कि कैसे कई वातावरण एक ही मौलिक परिणाम उत्पन्न कर सकते हैं: चरम भौतिक स्थितियों के माध्यम से भारी तत्वों का निर्माण। मैग्नेटर्स प्रदर्शित करते हैं कि प्रकृति के पास स्वयं गैलेक्टिक पैमाने पर परमाणु संश्लेषण के लिए तंत्र हैं, जबकि एलएचसी से पता चलता है कि इन तंत्रों को मानव निर्मित प्रयोगशालाओं के भीतर लघु रूप में फिर से बनाया जा सकता है।यह दोहरा परिप्रेक्ष्य पदार्थ की उत्पत्ति का पता लगाने की साझा खोज में ब्रह्मांड विज्ञान और कण भौतिकी को एकजुट करता है। दूर के तारों के ढहने से लेकर जिनेवा के पास सीसे आयनों के टकराव तक, प्रक्रिया तेजी से न्यूट्रॉन अवशोषण और परमाणु परिवर्तन के समान परमाणु तर्क का पालन करती है। वैज्ञानिकों के लिए, मैग्नेटर्स पर नए सिरे से फोकस पहले के सिद्धांतों को प्रतिस्थापित नहीं करता है, बल्कि उनका विस्तार करता है, यह सुझाव देता है कि ब्रह्मांड के तत्वों की सूची दुर्लभ ब्रह्मांडीय विलय और लगातार तारकीय विस्फोटों के संयोजन से उत्पन्न हुई है।जैसे-जैसे अनुसंधान आगे बढ़ेगा, दूरबीन अवलोकन और प्रयोगशाला प्रयोग दोनों इस तस्वीर को परिष्कृत करना जारी रखेंगे। सोने के स्रोत के बारे में एक खगोलीय रहस्य के रूप में शुरू हुआ मामला अब अंतरिक्ष के सबसे गहरे क्षेत्रों को पृथ्वी पर सबसे उन्नत प्रौद्योगिकियों से जोड़ता है, जिससे पता चलता है कि हमारी दुनिया को आकार देने वाला पदार्थ प्राचीन और वर्तमान दोनों तरह के वातावरण में बना था।यह भी पढ़ें | हाइड्रोजन विदेशी दुनिया में पानी बना सकता है: एक प्रकृति अध्ययन में फिर से लिखा गया है कि ग्रह कैसे महासागर बनाते हैं
