दुनिया भर के रेडियो खगोलविद तेजी से रेडियो फटने (FRBs) को स्थानीय बनाने की अपनी क्षमता में बदलाव के लिए खुद को तैयार कर रहे हैं। वर्ष के अंत से पहले, एफआरबी-हंटिंग टेलीस्कोप के एक सूट के उन्नयन से एफआरबी की स्थानीयकरण दर में परिमाण के एक क्रम से अधिक की वृद्धि होने की उम्मीद है - ब्रह्मांड की हमारी समझ में क्रांतिकारी बदलाव।

पहली बार 2007 में खोजा गया, एफआरबी कुछ मिलीसेकंड से कम समय तक चलने वाली रेडियो तरंगों का तीव्र विस्फोट है। वे दो मुख्य प्रकार में आते हैं: या तो उन स्रोतों से जो दोहराते हैं या जो नहीं करते हैं। लेकिन 1000 या इतने ही एफआरबी का पता चला है, केवल आसपास 3% को दोहराने के लिए दिखाया गया है.

चूंकि वे इतने कम समय तक चलते हैं, अनुवर्ती टिप्पणियों को शेड्यूल करना असंभव है, जिससे यह पता लगाना कठिन हो जाता है कि एफआरबी कहां से आते हैं। जब भी कोई FRB आ सकता है, सभी उपकरणों को उसके स्थान पर कब्जा करने के लिए तैयार रहना होगा। वास्तव में, हाल तक, खगोलविदों ने बमुश्किल स्थानीयकरण किया था दो दर्जन एफआरबी.

जबकि अधिकांश एफआरबी में एक्सट्रैगैलेक्टिक उत्पत्ति होती है, हाल ही में एक गैलेक्टिक एफआरबी का पता चला था 2020 में मिल्की वे मैग्नेटर से - एक बड़े चुंबकीय क्षेत्र वाला न्यूट्रॉन तारा। हालांकि, FRBs "फैलाव माप" (DM) नामक कारक के कारण ब्रह्माण्ड विज्ञान के लिए उपयोगी साबित होते हैं। डीएम को मापने से खगोलविदों को एफआरबी की दृष्टि रेखा के साथ मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या की गणना करने की अनुमति मिलती है और इस प्रकार ब्रह्मांड में इलेक्ट्रॉन घनत्व को सीधे निर्धारित किया जाता है।

म्यूनिख के लुडविग मैक्सिमिलियन विश्वविद्यालय के ब्रह्माण्ड विज्ञानी स्टीफ़न हैगस्टोट्ज़ कहते हैं, "इन इलेक्ट्रॉनों का निरीक्षण करना कठिन हो सकता है, क्योंकि उनमें से अधिकांश बहुत फैलाने वाली गैस में हैं।" "इस अर्थ में, एफआरबी वास्तव में कमजोर लेंसिंग जैसी अन्य जांचों के पूरक हैं, जो ज्यादातर हमें डार्क मैटर के वितरण के बारे में बताते हैं। दोनों का अध्ययन करके, हम इस बारे में अधिक जान सकते हैं कि कैसे सामान्य पदार्थ ब्रह्माण्ड संबंधी पैमानों पर डार्क मैटर का पता लगाता है।

ब्रह्मांड की वर्तमान विस्तार दर के विभिन्न परस्पर विरोधी माप भी हैं, जिन्हें हबल स्थिरांक कहा जाता है। इस "हबल तनाव" का समाधान इनमें से एक माना जाता है आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान में सबसे अधिक दबाव वाले मुद्दे. एफआरबी रेडशिफ्ट-फैलाव माप संबंध की जांच करके हबल स्थिरांक का निर्धारण करने के लिए एक वैकल्पिक मार्ग प्रदान करते हैं। हाल ही में हैगस्टोट्ज़ एक अध्ययन का सह-लेखन यह पता लगाना कि हबल स्थिरांक को प्रतिस्पर्धात्मक रूप से मापने के लिए केवल लगभग 500 स्थानीय एफआरबी का एक नमूना पर्याप्त होगा।

एक क्रैकिंग आइडिया

स्थानीयकृत एफआरबी की वर्तमान कमी ने दुनिया भर में रेडियो खगोलविदों की टीमों को अपनी सुविधाओं के प्रदर्शन को कम करने के लिए प्रेरित किया है। कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के विक्रम रवि ने एफआरबी दौड़ की शुरुआत की अमेरिकन एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी जनवरी में बैठक जब उन्होंने एकदम नए के साथ 30 नए एफआरबी के स्थानीयकरण की घोषणा की डीप सिनॉप्टिक ऐरे (डीएसए) कैलिफोर्निया में। 2022 में इसकी कमीशनिंग के दौरान, DSA ने 63 एंटेना में से केवल 110 का उपयोग करके प्रति सप्ताह एक से अधिक फटने का पता लगाया जो अंततः DSA के पास होगा।

यदि डीएसए रेडियो टेलीस्कोप के बीच ब्लॉक पर नया बच्चा है, तो स्क्वायर किलोमीटर ऐरे पाथफाइंडर (ASKAP) पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया में पहले से ही एक परिचित चेहरा है। इसके कमेंसल रियल-टाइम ASKAP फास्ट ट्रांज़िएंट सर्वे (CRAFT) प्रोग्राम ने सबसे पहले 2017 में सब-आर्कसेकंड सटीकता के साथ FRBs का स्थानीयकरण शुरू किया, जिससे यह संभव हो गया एफआरबी मेजबान आकाशगंगाओं का अध्ययन करने के लिए. CRAFT FRB-खोज कंप्यूट क्लस्टर का उपयोग करके ASKAP पर पिगीबैक करता है, जो समवर्ती रूप से अन्य अवलोकनों के साथ-साथ रेडियो यात्रियों के लिए अपने 30 वर्ग डिग्री क्षेत्र को स्कैन करता है।

CRAFT ने अब तक, अपने 36 परवलयिक व्यंजनों से संकेतों को असंगत रूप से जोड़कर संचालित किया है, लेकिन यह CRACO नामक अपग्रेड के साथ बदलने वाला है। असंगत योग व्यंजनों की संख्या के वर्गमूल द्वारा संवेदनशीलता में सुधार करता है, जबकि सुसंगत योग की संवेदनशीलता व्यंजनों की संख्या के साथ रैखिक रूप से संवेदनशीलता में सुधार करती है।

हालांकि, सुसंगत खोज के लिए 65,000 गुना अधिक डेटा प्रोसेसिंग पावर की आवश्यकता होती है, जो उपकरण के कंप्यूटर क्लस्टर में A$1m अपग्रेड द्वारा संभव बनाया गया है। ASKAP का संचालन करने वाले ऑस्ट्रेलिया के कॉमनवेल्थ साइंटिफिक एंड इंडस्ट्रियल रिसर्च ऑर्गनाइजेशन के प्रिंसिपल रिसर्च इंजीनियर कीथ बैनिस्टर कहते हैं, "CRACO मौजूदा FRB डिटेक्शन सिस्टम की तुलना में 5 गुना अधिक संवेदनशील होगा, जिसका हम ASKAP पर उपयोग करते हैं।"

€2bn स्क्वायर किलोमीटर ऐरे के लिए निर्माण को हरी झंडी

CRACO आकाश की फिल्म बनाकर काम करता है और इस फिल्म में FRB की तलाश करता है। "छवि का आकार 2.5 मिलियन पिक्सेल है - पूर्ण HD वीडियो के समान," बैनिस्टर कहते हैं। "प्रति सेकंड 1000 बार, हम 1000 अलग-अलग डीएम परीक्षणों की कोशिश करते हैं, कुल 1 मिलियन छवियां प्रति सेकंड - लगभग 25 ट्रिलियन पिक्सेल प्रति सेकंड।"

CRACO वर्तमान में तीन महीने की कमीशनिंग अवधि से गुजर रहा है, इस उम्मीद के साथ कि साल के अंत तक एक बार पूरा क्लस्टर स्थापित हो जाने के बाद, ASKAP की पहचान दर 10- और 20-गुना के बीच बढ़ जाएगी, जिससे प्रति सप्ताह कई FRB मिल जाएंगे।

जबकि ASKAP अधिक FRBs का पता लगाने के लिए संवेदनशीलता की सीमा को आगे बढ़ाता है, कनाडाई हाइड्रोजन तीव्रता मानचित्रण प्रयोग (चाइम) ब्रिटिश कोलंबिया में पहले से ही प्रति दिन कई FRBs का पता लगाने की विलासिता है, इसके 200 वर्ग डिग्री के चौंका देने वाले क्षेत्र के लिए धन्यवाद। हालाँकि, CHIME के ​​कम रिज़ॉल्यूशन का मतलब है कि यह FRBs को केवल आस-पास की आकाशगंगाओं से विश्वसनीय रूप से स्थानीयकृत कर सकता है। CHIME के ​​इंजीनियरों ने तथाकथित "आउटरिगर" - CHIME टेलीस्कोप के समान अभी तक डाउनसाइज़ किए गए संस्करणों का निर्माण करके रिज़ॉल्यूशन फ्रंटियर पर प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए चुना है।

"चाइम/एफआरबी परियोजना के आउटरिगर अपग्रेड में तीन मिनी-चाइम शामिल हैं," कहते हैं जिग्गी प्लेयनिस टोरंटो विश्वविद्यालय से। ब्रिटिश कोलंबिया, वेस्ट वर्जीनिया और कैलिफ़ोर्निया में स्थित ये आउटरिगर्स CHIME से 100-3300 किमी दूर फैले हुए हैं, जो CHIME को लगभग 50 मिलीसेकंड रिज़ॉल्यूशन प्रदान करते हैं, जिससे यह FRBs को अपनी मेजबान आकाशगंगाओं के भीतर पिन-पॉइंट करने में सक्षम बनाता है।

प्लूनिस के अनुसार आउटरिगर पर काम तेजी से आगे बढ़ रहा है: "दो का निर्माण और उपकरण पहले ही हो चुका है, और अब तीसरी साइट के लिए जमीन को समतल किया जा रहा है।" ब्रिटिश कोलंबिया में आउटरिगर पहले से ही कमीशनिंग के दौर से गुजर रहा है और यहां तक ​​कि डेटा एकत्र कर रहा है और प्लुनीस कहते हैं कि इसका उद्देश्य इस वर्ष सभी तीन दूरबीनों को काम करना है, जिसके बाद CHIME/FRB सहयोग आगे बढ़ने से पहले ज्ञात दोहराए जाने वाले स्रोतों पर अभ्यास करके अपने उपकरणों का अनुकूलन करेगा। नए का पता लगाना। "फिर हम आशा करते हैं कि जल्दी से एफआरबी का स्थानीयकरण शुरू कर सकते हैं," उन्होंने आगे कहा।

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/astronomers-braced-for-a-revolution-in-fast-radio-burst-localizations/