IC170922A അഥവാ 300 ലക്ഷം കോടി ഇലക്ട്രോൺ വോൾട്ട് ഊർജമുള്ള ഒരു ന്യൂട്രിനോയുടെ കണ്ടെത്തല്‍!

Read Time:12 Minute

[author title=”ഡോ. എന്‍. ഷാജി” image=”http://luca.co.in/wp-content/uploads/2016/10/DrNShaji-e1531548860714.jpg”][/author]

2018 ജൂലൈ 12 ന് രണ്ട് ഡസൻ ജ്യോതിശ്ശാസ്ത്ര നിരീക്ഷണ നിലയങ്ങളിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഏതോ വലിയ വാർത്ത , പത്രസമ്മേളനത്തിലൂടെ പുറത്തു വിടുമെന്ന് അറിയിപ്പുണ്ടായിരുന്നു. ദക്ഷിണ ധ്രുവത്തിനടുത്തുള്ള കൂറ്റൻ ന്യൂട്രിനോ നിരീക്ഷണ നിലയമായ ഐസ് ക്യൂബ് ഒബ്സർവേറ്ററി മുതൽ ഫെർമി ഗാമ – റേ സ്പേസ് ടെലിസ്കോപ്പ് വരെ നിരീക്ഷണത്തിനു പയോഗിക്കുന്നവർ പത്ര സമ്മേളനത്തിനെത്തുമെന്ന് അറിയിച്ചിരുന്നതിനാൽ പ്രതീക്ഷയോടെയാണ് ശാസ്ത്രലോകം കാത്തിരുന്നത്.

ഏതാണ്ട് 300 ലക്ഷം കോടി ഇലക്ട്രോൺ വോൾട്ട് ഊർജമുള്ള ഒരു ന്യൂട്രിനോയെ കണ്ടെത്തിയ വാര്‍‍ത്തയാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ പങ്കുവച്ചത്.

എന്തൊക്കെയാണ് ഈ ന്യൂട്രിനോയുടെ പ്രത്യേകതകള്‍? ഇത് മാനവരാശിയെ ഏതെങ്കിലും തരത്തില്‍ ബാധിക്കുമോ? ഈ ലേഖനം വായിക്കൂ….

ന്യൂട്രിനോ നിരീക്ഷണ കേന്ദ്രത്തിന്റെത്തിന്റെ ഉള്‍വശം | കടപ്പാട്: Fred Ullrich via Wikimedia Commons

[dropcap]തെ[/dropcap]ക്കു തെക്ക്, അങ്ങ് അന്റാർട്ടിക്കിൽ, തെക്കേധ്രുവത്തിനടുത്ത് ഒരു ടെലിസ്കോപ്പുണ്ട്. അത് ശരിക്കും തലതിരിഞ്ഞ ഒന്നാണ്. സാധാരണ ടെലിസ്കോപ്പുകളെക്കൊണ്ട് മുകളിലോട്ടു നോക്കുമ്പോൾ ഇതു കൊണ്ട് താഴേക്കാണു നോക്കുന്നത്. ഭൂമിയുടെ അകത്തേക്ക് നോക്കിയാൽ എന്താണു കാണുക എന്നു ചോദിച്ചാൽ, ഭൂമിയേയും തുളച്ചു വരുന്ന ന്യൂട്രിനോകളെ കാണുവാനാണിതെന്നാണ് ഉത്തരം. ന്യൂട്രിനോകളെന്നത് വളരെ വിശേഷപ്പെട്ട ഒരുതരം അടിസ്ഥാന കണികകളാണ്. ഇവയുടെ സ്വഭാവം കുട്ടിച്ചാത്തന്റേതാണ്. ആർക്കും ഒരിടത്തും പിടിച്ചിടാൻ കഴിയില്ല. ഏതു വസ്തുവിനേയും തുളച്ച് കടന്നു പോകും. സൂര്യനിൽ നിന്ന് ഇവ ധാരാളമായി വരുന്നുണ്ട്. അവയെ നമ്മൾ നിരീക്ഷിച്ചിട്ടുമുണ്ട്. സൂര്യനിൽ നിന്ന് ഇവ രാത്രിയും പകലും ഒരേ അളവിലാണ് വരിക എന്നതാണ് രസകരമായ ഒരു കാര്യം. രാത്രി അവ ഭൂമിയെ തുളച്ചാണ് നിരീക്ഷണ നിലയങ്ങളിലെത്തുക. ഒരു ഭൂമിയല്ല, ഒരായിരം ഭൂമി നിരത്തിവച്ചാലും അവയൊക്കെ ന്യൂട്രിനോയ്ക്ക് നിസ്സാരമാണ്. കുട്ടിച്ചാത്തനെപ്പോലെ തന്നെ ഇവയ്ക്ക് യാത്രയ്ക്കിടയിൽ രൂപം മാറാനും കഴിയും. ഇവ മൂന്നിനമുണ്ട്. പണ്ട് സൂര്യനിൽ നിന്നുള്ള ന്യൂട്രിനോകളുടെ കണക്കെടുത്തപ്പോൾ ഇവിടെ കിട്ടേണ്ടുന്നതിന്റെ പകുതിയേ അക്കൌണ്ട് ചെയ്യാൻ സാധിച്ചുള്ളൂ. ഇത് സോളാർ ന്യൂട്രിനോ പ്രശ്നമെന്ന പേരിൽ ഏറെക്കാലം തലവേദനയുണ്ടാക്കി. ഒടുവിൽ ഇവ കുറേയെണ്ണം വരുന്ന വഴിയിൽ രൂപം മാറി മറ്റൊരു ഇനമാകുന്നതാണെന്നു മനസ്സിലായതോടെ പ്രശ്നത്തിനു പരിഹാരമായി.

ന്യൂട്രിനോ വളരെ അപൂർവ്വമായി മാത്രമേ ഏതുതരം ദ്രവ്യവുമായും പ്രതിപ്രവർത്തിക്കൂ. അതിനാൽത്തന്നെ ഇവയെ നിരീക്ഷിക്കാൻ വളരെയധികം ദ്രവ്യം ഉപയോഗിച്ചുള്ള കൂറ്റൻ നിരീക്ഷണാലയങ്ങൾ വേണ്ടി വരും.

ന്യൂട്രിനോയുടെ സിഗ്നൽ വളരെ ശക്തി കുറഞ്ഞതാകുമെന്നതിനാൽ മറ്റൊരുതരം വികിരണവും എത്താത്തിടങ്ങളിലാണ് ന്യൂട്രിനോ നിരീക്ഷണ കേന്ദ്രങ്ങൾ സ്ഥാപിക്കുക. ഉദാഹരണത്തിന് ഇന്ത്യയിൽ സ്ഥാപിക്കാനുദ്ദേശിക്കുന്ന ന്യൂട്രിനോ ഒബ്സർവേറ്ററി തേനിക്കടുത്ത് ഒരു വൻ പാറയുടെ അകത്ത് തുരങ്കമുണ്ടാക്കിയാണ് സ്ഥാപിക്കുക. എല്ലാ വശത്തും ഒരു കിലോമീറ്ററെങ്കിലും കട്ടിയുള്ള പാറകൾ അതിനെ മറ്റിനം വികിരണങ്ങളിൽ നിന്നു സംരക്ഷിക്കും. തേനിയിലെ ഒബ്സർവേറ്ററിയിൽ 5000 ടൺ ഇരുമ്പാണ് ന്യൂട്രിനോയെ പിടിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുക.

ഇനി നമ്മുടെ അന്റാർട്ടിക്കയിലെ നിരീക്ഷണ നിലയത്തിലേക്കു വന്നാൽ അവിടെ ഒരു ഐസ് ക്യൂബാണ് നിരീക്ഷണത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. അതിന്റെ വലിപ്പം കേട്ട് ഞെട്ടരുത്. ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് ഒന്നര കിലോമീറ്റർ മുതൽ രണ്ടര കിലോമീറ്റർ വരെ താഴ്ചയിൽ ഒരു കിലോമീറ്റർ നീളവും വീതിയും ഉയരവുമുള്ള ഒരു ഐസ്ക്യൂബാണ് നീരീക്ഷണത്തിനുപയോഗിക്കുന്നത്. അന്റാർട്ടിക്കയിൽ വളരെ ശുദ്ധവും സുതാര്യവുമായ ഐസ് പ്രകൃത്യാൽ ലഭ്യമാണെന്നോർക്കുക. അവിടെ ചൂടുവെള്ളം ഉപയോഗിച്ച് ഐസ് സാവധാനം ഡ്രിൽ ചെയ്താണ് നിരീക്ഷണോപകരണങ്ങൾ സ്ഥാപിച്ചത്. അയ്യായിരത്തിലധികം ഡിറ്റക്റ്ററുകൾ സ്ഥാപിക്കാൻ വർഷങ്ങളെടുത്തു. ഭൂമിയുടെ മറുഭാഗത്തുനിന്ന് ഭൂമിയെ തുളച്ചു വരുന്ന ന്യൂട്രിനോകളിൽ ചിലത് ജലത്തിലെ കണികകളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ ചിലതരം ചാർജിത കണങ്ങളുമുണ്ടാവാം. ഉയർന്ന ഊർജമുള്ള ന്യൂട്രിനോകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഈ കണങ്ങൾ പലപ്പോഴും ഉയർന്ന വേഗതയിൽ ഐസിലൂടെ സഞ്ചരിക്കും.

പ്രകാശം ഐസിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുന്നതിനേക്കാൾ വേഗതയിൽ ഈ കണങ്ങൾ സഞ്ചരിച്ചാൽ അവ ചെറെങ്കോവ് വികിരണങ്ങൾ എന്നു പേരുള്ള ഒരുതരം പ്രകാശം പുറത്തുവിടും. ഇതു നിരീക്ഷിച്ചാൽ ന്യൂട്രിനോയും ഊർജവും അതു വന്ന ദിശയും കണക്കാക്കാൻ കഴിയും.

12 രാജ്യങ്ങളിൽ നിന്നായി 300 ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാരുടെ സംഘം അന്റാർട്ടിക്കയിലെ നിരീക്ഷണ നിലയവുമായി സഹകരിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഇന്ത്യ ഇതിൽ ഔദ്യോഗികമായി പങ്കെടുക്കുന്നില്ലെങ്കിലും ചില ഇന്ത്യൻ വംശജർ വിദേശ സർവ്വകലാശാലകളുടെ പ്രതിനിധികളായി ഇതിൽ പങ്കെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ഈ ഗവേഷണം ഇങ്ങനെ സജീവമായി തുടരവേ 2017 സെപ്തംബർ 22ന് ഒരു സംഭവമുണ്ടായി. ഏതാണ്ട് 300 ലക്ഷം കോടി ഇലക്ട്രോൺ വോൾട്ട് ഊർജമുള്ള ഒരു ന്യൂട്രിനോ ഇവരുടെ നിരീക്ഷണത്തിൽ പെട്ടു. വടക്കുനിന്ന് ഭൂമിയെ തുളച്ചെത്തിയ ഈ ന്യൂട്രിനോയുടെ ദിശയും ഏതാണ്ട് കൃത്യമായി കണ്ടെത്താൻ കഴിഞ്ഞു. ഇത് അസാമാന്യ ഊർജമുള്ള ഒരു ന്യൂട്രിനോ ആയിരുന്നു. നമ്മുടെ അറിവനുസരിച്ച് സൌരയൂഥത്തിലോ ആകാശഗംഗ ഗാലക്സിയിൽ തന്നെയോ എവിടെയും ഏത് പ്രതിഭാസങ്ങളിലും ഇത്ര ഊർജമുള്ള ന്യൂട്രിനോ ഉണ്ടാവാനിടയില്ല. ഈ സംഭവം കണ്ടെത്തി 43 സെക്കന്റിനകം തന്നെ ഇതു സംബന്ധിച്ച അടിയന്തിര സന്ദേശം ഓട്ടോമാറ്റിക് ആയിത്തന്നെ വിവിധ ജ്യോതിശ്ശാസ്ത്ര കേന്ദ്രങ്ങളിലെത്തി. ഉടനെ തന്നെ ചില ദൂരദർശിനികൾ അങ്ങോട്ടു തിരിഞ്ഞു.

ഐസ്ക്യൂബുകാർ IC170922A എന്നാണ് ഈ സംഭവത്തിനു പേരു നല്കിയത്. ഇതിലെ ആദ്യ രണ്ടക്ഷരങ്ങൾ ഐസ് ക്യൂബിനെയും പിന്നീടുള്ള അക്കങ്ങൾ അതു കണ്ടെത്തിയ തിയതിയേയും സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

ന്യൂട്രിനോയുടെ സ്രോതസ്സ് എന്നു വിചാരിച്ച സ്ഥലത്തേക്ക് ശ്രദ്ധ തിരിച്ച നിരീക്ഷണനിലയങ്ങളിൽ പ്രത്യേകം എടുത്തു പറയേണ്ട രണ്ടെണ്ണമുണ്ട്. ഒന്ന് ഫെർമി ഗാമാ റേ ടെലിസ്കോപ്പ് എന്ന ബഹിരാകാശ നിരീക്ഷണസംവിധാനം. ഗാമാ കിരണങ്ങളെ കണ്ടെത്താനുള്ള സംവിധാനമാണിത്. ന്യൂട്രിനോയെ കണ്ടെത്തിയ ഏതാണ്ടതേ സമയത്തുതന്നെ അതേ ദിശയിൽ നിന്ന് ഉന്നതോർജമുള്ള ഗാമാ കിരണങ്ങളെ TX 0506 എന്നറിയപ്പെടുന്ന ബ്ലേസർ (blazar) പുറത്തു വിടുന്നതായി കണ്ടെത്തി. ബ്ലേസർ എന്നത് ചില പ്രത്യേകതകളുള്ള ക്വാസാറുകളാണ്. കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന അതിഭീമൻ തമോദ്വാരങ്ങളുടെ സമീപത്തുനിന്ന് വളരെ ഉയർന്ന വേഗതയിലുള്ള ജറ്റുകളായി ഊർജപ്രവാഹം ഭൂമിയുടെ ദിശയിൽ ഉണ്ടാവുകയാണെങ്കിൽ അവയെ നമ്മൾ ബ്ലേസർ എന്ന ഗണത്തിൽ പെടുത്തുന്നു. എടുത്തു പറയേണ്ട മറ്റൊരു നിരീക്ഷണ സംവിധാനം, സ്പെയിനിലെ കാനറി ദ്വീപുകളിൽ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള മാജിക് (MAGIC – Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov Telescope) എന്നറിയപ്പെടുന്ന ടെലിസ്കോപ്പുകളാണ്. ഇതുപയോഗിച്ചു നടത്തിയ നിരീക്ഷണങ്ങളും വളരെ ഉയർന്ന ഊർജമുള്ള ഗാമാ കിരണങ്ങൾ വരുന്നതായി സ്ഥിരീകരിച്ചു. ഏതാണ്ട് 370 കോടി പ്രകാശവർഷം അകലെയാണ് ഈ ബ്ലേസറിന്റെ സ്ഥാനം. ഇതോടെ ഇവരുടെയൊക്കെ നിരീക്ഷണങ്ങളുടെ പഴയ റെക്കോഡുകളൊക്കെ പരിശോധിക്കപ്പെട്ടു. ഇതിൽ നിന്നും കുറച്ചു കാലമായി ആകാശത്തിൽ, ആ ബ്ലേസറിന്റെ ഭാഗത്ത് അസാധാരണമായ എന്തൊക്കെയോ നടക്കുന്നുണ്ടായിരുന്നു എന്ന് മനസ്സിലായി. ലോകത്തെ വിവിധയിടങ്ങളിലെ പലതരം ടെലിസ്കോപ്പുകളും തുടർ പഠനങ്ങൾ നടത്തിവരുന്നു.

ബ്ലേസർ – കലാകാരന്റെ ഭാവനയില്‍ | കടപ്പാട് NASA

ഇതോടെ കോസ്മിക് കിരണങ്ങളുടെ രൂപത്തിൽ നമ്മുടെ ഗാലക്സിയുടെ പുറത്തു നിന്നെത്തുന്ന ഉന്നത ഊർജ കണങ്ങൾക്ക് ബ്ലേസറുകൾ ഒരു വിശദീകരണമാകുമെന്ന പ്രതീക്ഷയിലാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ. കൂടുതൽ ഡേറ്റ ലഭ്യമായാലേ ഇതിൽ തീർപ്പു കൽപ്പിക്കാൻ കഴിയൂ എന്നതിനാൽ ഈ രംഗത്ത് ഗവേഷണം തീവ്രമായി മുന്നേറുകയാണ്.

വിവിധയിനം നിരീക്ഷണ ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് നടത്തുന്ന പുത്തൻ ഗവേഷണ രീതിയുടെ (multimessenger astronomy) വിജയത്തിന് ഇതു നല്ലൊരു ഉദാഹരണമാവുകയാണ്. ന്യൂട്രിനോ, ഗാമാകിരണങ്ങൾ, റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ എന്നിങ്ങനെ വിവിധ തരം ‘ദൂതന്മാരെ’ പ്രയോജനപ്പെടുത്തി വിവിധ മേഖലകളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞർ നടത്തിയ കൂട്ടായ പരിശ്രമത്തിന്റെ ഫലമാണിത്. ഇവർ എഴുതിയ ഒരു ഗവേഷണ പേപ്പറിൽ ഗവേഷകരുടെ ലിസ്റ്റിൽ 1100 പേരുണ്ട്!