खगोल विज्ञान एवं खगोल भौतिकी सेमिनार

सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक (एजीएन) सुपरमैसिव ब्लैक होल पर अभिवृद्धि द्वारा संचालित होते हैं और, ब्लेज़र के मामले में, हमारी दृष्टि की रेखा के साथ निकटता से जुड़े सापेक्ष जेटों द्वारा प्रभुत्व वाले उत्सर्जन को प्रदर्शित करते हैं। शास्त्रीय अभिविन्यास-आधारित एकीकरण योजना में, टाइप-1 एजीएन, टाइप-2 एजीएन और ब्लेज़र को विभिन्न कोणों से देखे जाने वाले मौलिक रूप से समान सिस्टम माना जाता है। हालाँकि, मानव समय के पैमाने पर आंतरिक स्थिति परिवर्तन से गुजरने वाले एजीएन की बढ़ती खोज इस स्थिर ढांचे को चुनौती देती है और केंद्रीय इंजन के भीतर गतिशील विकास की ओर इशारा करती है।

इस सेमिनार में, मैं बीमित रेडियो क्वासरों में ब्लेज़र अवस्था की दीर्घकालिक दृढ़ता और तेज़ बदलाव दोनों को संबोधित करते हुए परिणाम प्रस्तुत करूँगा। ज़्विकी ट्रांसिएंट फैसिलिटी (जेडटीएफ) सर्वेक्षण से उच्च गुणवत्ता वाले ऑप्टिकल प्रकाश-वक्र और रोबोपोल सर्वेक्षण से ध्रुवीकरण माप का उपयोग करके, हमने व्यक्तिगत रेडियो क्वासर में ब्लेज़र अवस्था की दृढ़ता की जांच की। हमने पाया कि ~90% बीमित रेडियो क्वासर 3-4 दशकों तक अपने ब्लेज़र मोड को बनाए रखते हैं, हालांकि साल-जैसे समय-सीमा पर बदलाव भी हो सकते हैं, जो संभवतः अल्पकालिक जेट घटनाओं से जुड़े होते हैं। 14 उच्च-रेडशिफ्ट ब्लेज़र (एफएसआरक्यू) के पूरक व्यवस्थित इंट्रानाइट ऑप्टिकल परिवर्तनशीलता (आईएनओवी) अध्ययन रेस्ट-फ्रेम यूवी इंट्रानाइट परिवर्तनशीलता का पहला लक्षण वर्णन प्रदान करते हैं, जो सुझाव देते हैं कि यूवी सिंक्रोट्रॉन उत्सर्जन निकट-अवरक्त/ऑप्टिकल उत्सर्जन का उत्पादन करने वाले कण आबादी से भिन्न कण आबादी से उत्पन्न हो सकता है। इस विश्लेषण को कम द्रव्यमान वाले एजीएन (एमबीएच ~10⁶ एम⊙) तक विस्तारित करते हुए, हम ब्लेज़र जैसी गतिविधि का पता लगाते हैं, जिसका अर्थ है कि सापेक्षतावादी जेट काफी कम द्रव्यमान वाले सिस्टम में भी काम कर सकते हैं।

अंत में, मैं रेडियो-स्टेट ट्रांज़िशन क्वासर J0950+5128 और बदलते-लुक वाले ब्लेज़र OQ 334 सहित दुर्लभ संक्रमण वस्तुओं पर चर्चा करूंगा, जो जेट गतिविधि की शुरुआत और विकास और अभिवृद्धि प्रक्रियाओं से इसके संबंध की जांच के लिए प्राकृतिक प्रयोगशालाओं के रूप में काम करते हैं। साथ में, ये परिणाम एजीएन राज्य विकास और जेट-अभिवृद्धि युग्मन की एक शक्तिशाली जांच के रूप में ऑप्टिकल परिवर्तनशीलता स्थापित करते हैं।

इस बातचीत में, मैं आकाशगंगा के विकास पर दो पूरक विचारों का पता लगाऊंगा। पहले भाग में, मैं सूर्य के 5 केपीसी के भीतर APOGEE सर्वेक्षण से सितारों का एक कीमो-डायनामिकल विश्लेषण प्रस्तुत करूंगा। हम इन तारों को उनके कक्षीय गुणों के आधार पर पतली डिस्क, मोटी डिस्क, इनरहेलो और बाहरी हेलो आबादी में अलग करते हैं। हम इन आबादी के भीतर व्यवस्थित धात्विकता प्रवणता पाते हैं। आंतरिक प्रभामंडल में अधिक α-तत्व हैं, और हम कक्षीय त्रिज्या और विलक्षणता के साथ पर्याप्त रुझान भी देखते हैं। ये नतीजे दिखाते हैं कि कैसे रासायनिक संवर्धन, गतिशील हीटिंग, रेडियल माइग्रेशन और अभिवृद्धि सभी मिलकर आकाशगंगा को आज की तरह आकार देने के लिए काम करते हैं। दूसरे भाग में, मैं एस- और आर-प्रक्रिया तत्वों (सीईएमपी-आरएस) दोनों से समृद्ध कार्बन-संवर्धित धातु-गरीब सितारों में ट्रांस-लौह तत्वों की न्यूक्लियोसिंथेटिक उत्पत्ति की ओर रुख करूंगा। दशकों की प्रगति के बावजूद, इन तत्वों के खगोलीय स्रोत अनिश्चित बने हुए हैं। ऐसा माना जाता है कि ये तत्व विभिन्न प्रकार की न्यूक्लियोसिंथेटिक प्रक्रियाओं द्वारा निर्मित होते हैं, जिनमें से मुख्य तथाकथित धीमी (एस) और तीव्र (आर) न्यूट्रॉन कैप्चर प्रक्रियाएं हैं। ऐसा माना जाता है कि एक मध्यवर्ती न्यूट्रॉन कैप्चर प्रक्रिया (आई-प्रोसेस) एस- और आर-प्रक्रियाओं के बीच के न्यूट्रॉन घनत्व पर होती है। हम CEMP-rs सितारों में टैंटलम, एक दुर्लभ तीसरे आर-प्रक्रिया शिखर तत्व और आई-प्रक्रिया न्यूक्लियोसिंथेसिस के एक शक्तिशाली निदान की खोज की रिपोर्ट करते हैं। इसकी प्रचुरता का पैटर्न आई-प्रोसेस संवर्धन के लिए मजबूत सबूत प्रदान करता है, जिससे हमें नए सुराग मिलते हैं कि ट्रांस-आयरन तत्व कहां से आते हैं। साथ में, ये अध्ययन आकाशगंगा की संरचना और गति को भारी तत्वों के निर्माण के असामान्य तरीकों से जोड़ते हैं, जिससे हमें यह बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलती है कि हमारी आकाशगंगा का निर्माण कैसे हुआ और इसकी रासायनिक संरचना कैसे प्राप्त हुई।

हमारे सूर्य से दस लाख गुना अधिक द्रव्यमान वाले ब्लैक होल अधिकांश आकाशगंगाओं के केंद्रों में निवास करते हैं और अपनी मेजबान आकाशगंगाओं के साथ सह-विकसित होते प्रतीत होते हैं। हालाँकि हम अभी तक पूरी तरह से नहीं समझ पाए हैं कि आकाशगंगाएँ और उनके केंद्रीय सुपरमैसिव ब्लैक होल एक साथ कैसे बढ़ते हैं, सबूत बताते हैं कि ऐसे ब्लैक होल आकाशगंगा संयोजन को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। हम इन ब्लैक होलों को ब्रह्मांड के दूर तक पहुंचने में तब पहचान सकते हैं जब वे पदार्थ एकत्र करते हैं, जो उनके पर्यावरण को स्थानिक पैमाने पर प्रभावित करने का कारण भी बनता है जो उनके प्रभाव के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र से काफी परे है। इस बातचीत में मैं उस समझ पर चर्चा करूंगा जो विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में ऐसे बढ़ते सुपरमैसिव ब्लैक होल की प्रणाली के अध्ययन से उभरी है, और आगे के रास्ते के संकेत भी।

हाल के सर्वेक्षणों और सिमुलेशन से पता चलता है कि विकिरण, हवाओं, एच II क्षेत्र के विस्तार, बहिर्वाह और सुपरनोवा के माध्यम से काम करने वाली तारकीय प्रतिक्रिया यह नियंत्रित करती है कि आकाशगंगा में आणविक गैस कहाँ, कब और कितनी कुशलता से तारे बनाती है। इस बातचीत में, मैं फीडबैक-संचालित क्लाउड विकास की वर्तमान भौतिक तस्वीर को रेखांकित करता हूं, जिसमें शेल और फिलामेंट संपीड़न, फोटोवाष्पीकरण और फैलाव, अशांति इंजेक्शन और फीडबैक-गुरुत्वाकर्षण प्रतियोगिता पर जोर दिया गया है जो माध्यमिक स्टार गठन को ट्रिगर कर सकता है और आगे के पतन को दबा सकता है। मैं अवलोकन संबंधी निदान का उपयोग करता हूं जो हाल के परिणामों को उजागर करने के लिए फीडबैक को घने-गैस गठन से जोड़ता है, जिसमें घने-गैस ट्रैसर, किनेमेटिक्स, और धूल और अवरक्त बाधाएं शामिल हैं। इनमें FIRESTORM I, FIRESTORM प्रोजेक्ट का पहला पेपर शामिल है, जो फीडबैक-आकार वाले वातावरण को लक्षित करता है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि फीडबैक घने गैस का पुनर्गठन कैसे करता है और स्टार निर्माण गतिविधि को पुनर्वितरित करता है। सिमुलेशन और क्लाउड-जीवनचक्र माप के साक्ष्य से पता चलता है कि फीडबैक का शुद्ध प्रभाव ज्यामिति और विकासवादी समय-सीमा पर निर्भर करता है, जो मल्टी-ट्रेसर मैपिंग और किनेमेटिक रूप से हल किए गए परीक्षणों को प्रेरित करता है जो क्लाउड संरचना को स्टार गठन से जोड़ते हैं।

मैं भविष्य के वैश्विक क्षणिक और पहचान नेटवर्क की योजनाओं की समीक्षा करूंगा। ब्रिक्स+ खगोल विज्ञान प्रमुख कार्यक्रम, जिसे ब्रिक्स इंटेलिजेंट टेलीस्कोप एंड डेटा नेटवर्क (बीआईटीडीएन) कहा जाता है, का उद्देश्य ब्रिक्स+ देशों के भीतर मौजूदा और भविष्य की सुविधाओं का उपयोग स्वचालित क्षणिक अवलोकनों, उनकी पहचान और फॉलोअप दोनों के लिए करना है। इसी तरह अफ़्रीका की एक छोटी पहल, अफ़्रीकी इंटीग्रेटेड ऑब्ज़र्वेशन नेटवर्क (एआईओएस) का भी समान उद्देश्य है, जो उत्तरी, पूर्वी और दक्षिणी अफ़्रीका में महाद्वीपीय सुविधाओं का उपयोग करता है। क्षणिक और परिवर्तनीय पहचान में प्रमुख अगला विकास अनिवार्य रूप से उच्च ताल और बेहतर आकाश कवरेज को बढ़ावा देगा, जैसा कि GOTTA के साथ परिकल्पना की गई है: एक ग्लोबल ओपन ट्रांजिएंट टेलीस्कोप एरे, एक नई चीनी नेतृत्व वाली परियोजना।  वर्तमान अवधारणा में 135 विस्तृत क्षेत्र वाले 1-मीटर संशोधित श्मिट टेलीस्कोप शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक में 25 वर्ग डिग्री क्षेत्र का दृश्य है, जिसमें प्रभावी 18k x 18k x 15 माइक्रोन CMOS कैमरे हैं। प्रत्येक कैमरे में एक समर्पित फिल्टर होता है (जैसे जी, आर या आई)। आदर्श रूप से, ये दूरबीनें दोनों गोलार्धों में 3 के समूह में स्थित होंगी और एक घंटे से कम की ताल के साथ, पूरे आकाश में कवरेज प्राप्त करने के लिए पर्याप्त देशांतर सीमा के साथ होंगी। स्पेक्ट्रोस्कोपिक फॉलोअप के लिए बड़े एपर्चर (2-4-एम वर्ग) टेलीस्कोप का उपयोग किया जाएगा, जबकि कुछ छोटे एपर्चर और देखने के क्षेत्र वाले टेलीस्कोप फोटोमेट्रिक फॉलोअप का समर्थन कर सकते हैं।

कम द्रव्यमान वाले एक्स-रे बायनेरिज़ में न्यूट्रॉन तारे अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण, घनत्व और चुंबकीय क्षेत्र के तहत पदार्थ का अध्ययन करने के लिए अद्वितीय प्रयोगशालाएँ प्रदान करते हैं। इन प्रणालियों में एक न्यूट्रॉन तारा शामिल होता है जो कम द्रव्यमान वाले साथी तारे से पदार्थ एकत्रित करता है, आमतौर पर रोश-लोब अतिप्रवाह के माध्यम से। ऐसी प्रणालियों में, न्यूट्रॉन स्टार में आमतौर पर अपेक्षाकृत कमजोर चुंबकीय क्षेत्र (~ 10⁷-10⁹ G) होता है, जो एकत्रित सामग्री को चुंबकीय ध्रुवों पर सीधे फ़नल होने के बजाय तारकीय सतह पर फैलने की अनुमति देता है। परिणामस्वरूप, संचित ईंधन अस्थिर परमाणु दहन से गुजर सकता है, जिससे न्यूट्रॉन तारे की सतह पर अचानक थर्मोन्यूक्लियर विस्फोट हो सकता है, जिसे थर्मोन्यूक्लियर एक्स-रे विस्फोट के रूप में देखा जा सकता है। कुछ ऊर्जावान विस्फोटों में, विकिरण अस्थायी रूप से फोटोस्फेयर को ऊपर उठाने के लिए पर्याप्त मजबूत होता है, जिससे फोटोस्फेरिक त्रिज्या विस्तार (पीआरई) होता है। कुछ विस्फोटों में विस्फोट दोलन भी दिखाई देते हैं, जो जलती हुई परत में स्थानीयकृत हॉटस्पॉट के कारण तीव्र आवधिक बदलाव होते हैं। इस वार्ता में, मैं थर्मोन्यूक्लियर एक्स-रे विस्फोटों का अध्ययन प्रस्तुत करूंगा, जिसमें फोटोस्फेरिक त्रिज्या विस्तार की घटनाएं और बर्स्ट-डिस्क इंटरैक्शन के साक्ष्य शामिल हैं। मैं कई विस्फोटों के साथ एक नए खोजे गए मिलीसेकंड एक्स-रे पल्सर के परिणामों पर भी चर्चा करूंगा, जहां वर्णक्रमीय और समय विश्लेषण से डिस्क प्रतिबिंब और विस्फोट दोलनों का पहला पता चलता है। कुल मिलाकर, ये अध्ययन दर्शाते हैं कि कैसे थर्मोन्यूक्लियर विस्फोटों का उपयोग चरम वातावरण में न्यूट्रॉन स्टार गुणों और अभिवृद्धि भौतिकी की जांच के लिए शक्तिशाली उपकरण के रूप में किया जा सकता है।

एमपीई अपनी PANTER एक्स-रे परीक्षण सुविधा के साथ मिलकर अधिकांश मौजूदा एक्स-रे वेधशालाओं और भविष्य के बड़े मिशनों के लिए एक्स-रे ऑप्टिक्स, डिटेक्टरों, पूर्ण दूरबीनों के विकास, परीक्षण और अंशांकन में शामिल है। मैं एक्स-रे परीक्षण सुविधा प्रस्तुत करूंगा। मैं उन मिशनों और प्रौद्योगिकियों का भी वर्णन करूंगा जिनका वे उपयोग करते हैं और साथ ही उन मापों के प्रकारों का भी वर्णन करूंगा जो मिशनों की उड़ान की तैयारी सुनिश्चित करने के साथ-साथ इन-फ्लाइट अंशांकन का समर्थन करने के लिए जमीन पर मजबूत अंशांकन प्रदान करने के लिए किए जाते हैं। इन गतिविधियों को अब IACHEC क्रॉस मिशन कैलिब्रेशन समूह द्वारा भी समन्वित किया जाता है।

सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक ब्रह्मांड में सबसे चमकदार और ऊर्जावान स्रोत हैं, जो मेजबान आकाशगंगाओं के केंद्रों में स्थित सुपरमैसिव ब्लैक होल (एसएमबीएच) पर पदार्थ के संचय द्वारा संचालित होते हैं।  ऑप्टिकल/यूवी रेंज में, एजीएन को आमतौर पर उनकी ऑप्टिकल उत्सर्जन लाइनों की चौड़ाई के आधार पर टाइप 1 या टाइप 2 के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। टाइप 1 एजीएन व्यापक उत्सर्जन रेखाएं (बीईएल) और संकीर्ण उत्सर्जन रेखाएं (एनईएल) दोनों दिखाते हैं, जबकि टाइप 2 एजीएन अपने यूवी/ऑप्टिकल स्पेक्ट्रा में केवल एनईएल दिखाते हैं। हाल के वर्षों में, एजीएन के कई दसियों उपवर्गों की खोज की गई है, जो महीनों से लेकर दशकों तक के समय के पैमाने पर नाटकीय ऑप्टिकल और एक्स-रे वर्णक्रमीय परिवर्तनशीलता प्रदर्शित करते हैं। इन्हें बदलते स्वरूप वाले एजीएन के रूप में जाना जाता है और वर्तमान में एजीएन भौतिकी में एक खुला मुद्दा है। 

इस सेमिनार में, मैं एक्स-रे और यूवी डेटा के संयोजन के साथ-साथ वेरी लार्ज टेलीस्कोप और हिमालयन चंद्रा टेलीस्कोप से ऑप्टिकल अवलोकन के साथ, बदलते रूप वाले एजीएन एनजीसी 3822 का 17 साल (2008-2025) मल्टीवेवलेंथ अध्ययन प्रस्तुत करूंगा। दीर्घकालिक ऑप्टिकल निगरानी से उत्सर्जन-लाइन गुणों में स्पष्ट विकास का पता चलता है, जिसमें व्यापक बामर लाइनों की उपस्थिति और गायब होना शामिल है, जो स्रोत की बदलती-प्रकृति की पुष्टि करता है। मैं देखे गए वर्णक्रमीय-अवस्था परिवर्तन, एक्स-रे/यूवी परिवर्तनशीलता से उनके संबंध और परिवर्तनशील व्यवहार के संभावित चालकों, जैसे कि परिवर्तनीय अस्पष्टता और अभिवृद्धि दर में परिवर्तन, के बारे में इन परिणामों का क्या मतलब है, इस पर चर्चा करूंगा।