எலக்ட்ரான் தடமறியும் கேமரா மூலம் பால்வீதியின் மைய காமா கதிர்களை நேரடியாகப் படம் பிடித்தது JAXA குழு

பலூன் பயணம் 7.9 சிக்மா சமிக்ஞையை வெளிப்படுத்துகிறது

2018-இல் ஆஸ்திரேலியாவுக்கு மேலே எடுத்துச் செல்லப்பட்ட தொலைநோக்கி, பால்வீதியின் மையத்திலிருந்து வெளிப்படும் காமா கதிர்களின் நேரடிப் படத்தைப் பதிவு செய்துள்ளது. 150 முதல் 600 keV ஆற்றல் வரம்பில், பின்னணி கதிர்வீச்சைவிட 7.9 திட்ட விலகல்கள் அதிகமான சமிக்ஞையை அது கண்டறிந்தது. துல்லியமான வானியல் கண்காணிப்புக்கு நீண்டகாலமாகச் சவாலாக இருந்த ஆற்றல் வரம்பில், புதிய படமெடுக்கும் முறையை இந்த முடிவு நிரூபிக்கிறது.

JAXA, கிட்டசாட்டோ பல்கலைக்கழகம், ஜப்பானின் தேசிய மேம்பட்ட தொழில்துறை அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனம், கியோட்டோ பல்கலைக்கழகம் ஆகியவை 2026 அக்டோபர் 6-ஆம் தேதி இந்தக் கண்டுபிடிப்புகளை அறிவித்தன. இந்த ஆற்றல் வரம்பில் பால்வீதியின் மையத்திலிருந்து வெளிப்படும் பாசிட்ரான் அழிவு உமிழ்வின் துல்லியமான நிறமாலையைப் பெற, வடிவியல் ஒளியியல் கோட்பாடுகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட நேரியல் படமெடுக்கும் முறையை முதன்முறையாகப் பயன்படுத்தியதாக அவற்றின் கூட்டு ஆய்வு அறிவிப்பு விவரிக்கிறது.

இந்த வேறுபாடு முக்கியமானது. அந்தப் பகுதியில் காமா கதிர்களையோ எதிர்ப்பொருள் அழிவையோ கண்டறிவது இதுவே முதல்முறை அல்ல. வருகை தரும் காமா கதிர்களைப் படத்தில் உள்ள இடங்களுடன் இணைக்கும் வேறொரு வழியை இது நிரூபிக்கிறது. இதன் மூலம், விண்வெளிப் பொருள்களின் அமைப்பு குறித்த அனுமானங்களைச் சார்ந்திராமல், அவற்றின் பிரகாசத்தையும் ஆற்றலையும் அளவிட முடியும்.

பாசிட்ரோனியம் தொடர்பான உமிழ்வின் மதிப்பீடும் இந்த ஆய்வில் கிடைத்தது; அது முந்தைய INTEGRAL அளவீட்டைவிடச் சுமார் இரு மடங்கு அதிகம். இருப்பினும், நிச்சயமற்ற தன்மை கணிசமானது என்றும், இரண்டு அளவீடுகளும் புள்ளிவிவர ரீதியாக ஒத்துப்போகின்றன என்றும் ஆய்வுக் கட்டுரை குறிப்பிடுகிறது. பால்வீதியின் மையம் இப்போது அதிகப் பிரகாசத்துடன் காணப்படுகிறது என்றோ, கரும்பொருள் கண்டறியப்பட்டுள்ளது என்றோ இந்த முடிவு நிறுவவில்லை.

இந்தக் குழுவில் கிட்டசாட்டோ பல்கலைக்கழகப் பேராசிரியரும் கியோட்டோ பல்கலைக்கழகத்தின் ஓய்வுபெற்ற பேராசிரியருமான டோரு தனிமோரி, தேசிய மேம்பட்ட தொழில்துறை அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தின் ஆய்வாளர் தோமோனோரி இகேடா, கியோட்டோ பல்கலைக்கழக இணைப் பேராசிரியர் அட்சுஷி தகாடா, JAXA-வின் விண்வெளி மற்றும் விண்வானியல் அறிவியல் நிறுவனத்தின் உதவிப் பேராசிரியர் யோஷிதாகா மிசுமுரா ஆகியோர் இடம்பெற்றுள்ளனர். இவர்களின் அடுத்த முன்மொழியப்பட்ட ஆய்வான SMILE-3, 2028-இல் ஆஸ்திரேலியாவில் நடைபெறவுள்ள JAXA பலூன் பயண வாய்ப்புக்கான ஆய்வுப் பரிந்துரையாகத் தயாரிக்கப்பட்டு வருகிறது.

கேமரா எதை மாற்றுகிறது?

இந்தக் கருவி எலக்ட்ரான் தடமறியும் காம்ப்டன் கேமரா (ETCC) ஆகும். வழக்கமான ஒளியியல் வில்லையைப் பயன்படுத்திக் காமா கதிர்களைச் சேகரிப்பதற்குப் பதிலாக, அதன் உணரிகளில் நிகழும் ஊடாட்டங்களிலிருந்து அவை வந்த திசையை மீளமைக்கிறது.

ஒரு காமா கதிர் காம்ப்டன் சிதறலுக்கு உள்ளாகும்போது, அது தனது ஆற்றலில் ஒரு பகுதியை எலக்ட்ரானுக்கு அளித்துவிட்டு வேறொரு திசையில் தொடர்ந்து செல்கிறது. வழக்கமான காம்ப்டன் கேமரா சிதறிய ஃபோட்டானை அளவிடும்; ஆனால் பின்வாங்கும் எலக்ட்ரானின் திசையைப் போதுமான அளவு முழுமையாக அளவிடாது. எனவே, ஒவ்வொரு நிகழ்வும் வானில் ஒரு குறிப்பிட்ட திசையைக் காட்டாமல், சாத்தியமான இடங்களின் வளையத்தையே சுட்டிக்காட்டும்.

ETCC, எலக்ட்ரானின் தடத்தையும் சிதறிய ஃபோட்டானின் ஆற்றல் மற்றும் நிலையையும் பதிவு செய்கிறது. இந்த அளவீடுகள் ஒன்றாக, கருவியின் கோண நிச்சயமற்ற தன்மைக்கு உட்பட்டு, வந்த கதிரின் திசையை மீளமைத்து, படத்தில் குறிப்பிட்ட இடத்துடன் இணைக்க உதவுகின்றன.

இதனால் நேரியல் படமெடுப்பு சாத்தியமாகிறது. எளிமையாகச் சொன்னால், ஒரு மூலத்திலிருந்து அளவிடப்படும் பங்களிப்பு, அதைத் தனியாகக் கவனித்தாலும் மற்ற மூலங்களுடன் சேர்த்துக் கவனித்தாலும் ஒரே மாதிரியாக இருக்க வேண்டும். இதன் மூலம், ஒன்றோடொன்று மேலிடும் வளையங்களைச் சிக்கலான முறையில் மீளமைப்பதை முதன்மையாகச் சார்ந்திராமல், பிரகாசத்தை அளவிடும் அளவியல் படங்களைப் பெறலாம்.

ஒளியியல் வானியலுடனான ஒப்பீடு, படமெடுக்கும் இந்தக் கோட்பாட்டைப் பற்றியது; கருவியின் அமைப்பையோ படத்தின் கூர்மையையோ பற்றியது அல்ல. ETCC, கண்ணாடி வில்லையின் வழியாகக் காமா கதிர்களைக் குவிப்பதில்லை; பால்வீதியின் மையத்தைப் பற்றிய அதன் படம் இன்னும் பரந்ததாகவே உள்ளது. கண்டறியப்பட்ட நிகழ்வுகளுக்கும் வானின் இடங்களுக்கும் இடையே இன்னும் நேரடியான, அளவிடக்கூடிய தொடர்பை ஏற்படுத்துவதே இதன் முன்னேற்றம்.

பால்வீதியின் மையத்தை நோக்கிய ஐந்து மணி நேரக் கண்காணிப்பு

SMILE-2+ பலூன், 2018 ஏப்ரல் 7-ஆம் தேதி ஆஸ்திரேலிய மத்திய நிலையான நேரப்படி காலை 06:24 மணிக்கு, மத்திய ஆஸ்திரேலியாவின் ஆலிஸ் ஸ்பிரிங்ஸிலிருந்து ஏவப்பட்டது. அதன் பயணம் சுமார் ஒரு நாள் நீடித்தது; ஆனால் பால்வீதியின் மையத்தைப் பார்ப்பதற்குக் கிடைத்த பயனுள்ள நேரம் அதைவிடக் குறைவு.

ஆய்வுக் கையெழுத்துப் பிரதியின்படி, ஏப்ரல் 8-ஆம் தேதி சுமார் 01:00 மணிக்கு பால்வீதியின் மையம் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பார்வைப் புலத்துக்குள் வந்தது; சுமார் ஐந்து மணி நேரம் அதைக் காண முடிந்தது. பலூன் சுமார் 39.6 கிலோமீட்டர் உயரத்தில் நிலையாக மிதந்த காலப்பகுதியின் தரவுகளே படங்களில் பயன்படுத்தப்பட்டன.

தொலைநோக்கியின் பார்வைப் புலம் 3.1 ஸ்டெரேடியன் ஆகும். ஸ்டெரேடியன் என்பது தட்டையான பரப்பளவை அல்ல, கோணப் பரப்பளவை அளவிடும் அலகு. முழு வானின் பரப்பளவு சுமார் 12.6 ஸ்டெரேடியன் என்பதால், கருவியால் ஒரே நேரத்தில் வானின் சுமார் கால் பகுதியைக் கண்காணிக்க முடியும். இருப்பினும், வளிமண்டல மாசுபாட்டைக் கட்டுப்படுத்த, ஆய்வில் பார்வைத் திசைகள் வரையறுக்கப்பட்டன.

இந்த நிகழ்வுகளின் காலவரிசை, முதலில் நடந்த பலூன் பயணத்தையும் பின்னர் மேற்கொள்ளப்பட்ட அறிவியல் பகுப்பாய்வையும் வேறுபடுத்திக் காட்டுகிறது:

• 2018 ஏப்ரல் 7: SMILE-2+ ஆலிஸ் ஸ்பிரிங்ஸிலிருந்து ஏவப்பட்டது.
• 2018 ஏப்ரல் 8: பால்வீதியின் மையத்தை சுமார் ஐந்து மணி நேரம் காண முடிந்தது.
• 2022: பால்வீதியின் மையக் கண்டறிதல் குறித்த ஆரம்ப அறிக்கையை ஆய்வுக் குழு Astrophysical Journal இதழில் வெளியிட்டது.
• 2026 ஆகஸ்ட் 11: புதிய படமெடுப்பு மற்றும் நிறமாலை ஆய்வு Physical Review D இதழில் வெளியிடப்பட்டது.
• 2026 அக்டோபர் 6: ஜப்பானின் நான்கு நிறுவனங்கள் இணைந்து முடிவுகளை அறிவித்தன.
• 2028: ஆஸ்திரேலிய பலூன் பயண வாய்ப்பை JAXA திட்டமிட்டுள்ளது; அதற்கான பரிந்துரைக்கப்பட்ட ஆய்வாக SMILE-3 உள்ளது.

வலுவான கண்டறிதல் என்பது விரிவான வரைபடம் அல்ல

தொகுதி 114-இல், 043026-ஆம் கட்டுரையாக வெளியான Physical Review D ஆய்வுக் கட்டுரை, பால்வீதியின் மையப் படத்தில் 7.9 சிக்மா மிகை இருப்பதாகத் தெரிவிக்கிறது. மதிப்பிடப்பட்ட பின்னணியில் எதிர்பார்க்கப்படும் புள்ளிவிவர ஏற்ற இறக்கங்களுடன் ஒப்பிடும்போது சமிக்ஞையின் அளவை சிக்மா குறிக்கிறது.

பயன்படுத்தப்பட்ட பகுப்பாய்வு முறையின்படி, படத்தில் கதிர்வீச்சு இருப்பதற்கு இது வலுவான ஆதாரமாகும். ஆனால், கதிர்வீச்சை உருவாக்கும் பொருள்கள் எவை என்பதையோ, உமிழ்வு சிறிய மூலத்தில் குவிந்துள்ளதா அல்லது பெரிய பகுதியில் பரவியுள்ளதா என்பதையோ இது மட்டும் கொண்டு கண்டறிய முடியாது.

கதிர்வீச்சுக்கான மூன்று விளக்கங்களை ஆசிரியர்கள் சோதித்தனர்: பால்வீதியின் மையத்தில் உள்ள ஒற்றை மூலம், பல கூறுகளைக் கொண்ட அமைப்பு, இரு பரிமாண காஸியன் வடிவில் விவரிக்கப்படும் சீரான சமச்சீர் பரவல். பல கூறுகளைக் கொண்ட அமைப்பில் குறுகிய வீக்கப்பகுதி, அகலமான வீக்கப்பகுதி, மங்கலான வட்டு, மைய மூலம் ஆகியவை அடங்கும்.

ஆய்வை நடத்திய ஆராய்ச்சியாளர்களான இகேடாவும் அவரது இணை ஆசிரியர்களும், ஆய்வுக் கட்டுரையின் சுருக்கத்தில், இந்த விளக்கங்களில் எதையும் அவதானிப்புகள் மூலம் உறுதியாகத் தேர்ந்தெடுக்க முடியவில்லை என்று குறிப்பிடுகின்றனர்:

மூன்றுமே தரவுகளுடன் புள்ளிவிவர ரீதியாக ஒத்துப்போவதாகக் கண்டறியப்பட்டது.

காஸியன் பொருத்தத்தின் அகலம் 26 ± 12 டிகிரியாக இருந்தது; இது 61 ± 28 டிகிரி முழு அகலம்-அரை உச்ச உயரத்திற்குச் சமம். இருப்பினும், பரவலான மூலம் அவசியம் என்பதைப் புள்ளிவிவரச் சோதனை நிறுவவில்லை. எனவே, அந்தப் பகுதியை ஆராய்ச்சிக் குழு நம்பகமாகக் கண்டறிந்தாலும் அதன் இயற்பியல் அமைப்பைத் தீர்மானமாகப் பிரித்தறியவில்லை.

பாய்வு இரு மடங்கு அதிகம் என்பது ஏன் முரண்பாடு அல்ல?

பாசிட்ரோனியத்துடன் தொடர்புடைய மதிப்பீடு, ஒரு சதுர சென்டிமீட்டருக்கு வினாடிக்கு (3.2 ± 1.4) × 10-2 ஃபோட்டான்கள் ஆகும். பாசிட்ரோனியம் என்பது ஓர் எலக்ட்ரானும் அதன் எதிர்ப்பொருள் இணையான பாசிட்ரானும் தற்காலிகமாகப் பிணைந்திருக்கும் அமைப்பு. அது அழியும்போது காமா கதிர்கள் உருவாகின்றன; அவற்றுள், கவனிக்கப்பட்ட ஆற்றல் வரம்பில் பங்களிக்கும் தொடர்ச்சியான கதிர்வீச்சும் அடங்கும்.

இந்த மதிப்பீட்டை, ஒரு சதுர சென்டிமீட்டருக்கு வினாடிக்கு (1.4 ± 0.3) × 10-2 ஃபோட்டான்கள் என்ற INTEGRAL மதிப்புடன் ஆய்வுக் கட்டுரை ஒப்பிடுகிறது. மைய மதிப்புகளான 3.2-ஐ 1.4-ஆல் வகுத்தால் சுமார் 2.3 கிடைக்கிறது. இதுவே முடிவு சுமார் இரு மடங்கு அதிகம் என்ற அறிவிப்பின் அடிப்படையாகும்.

மைய மதிப்புகள் வேறுபட்டாலும், ஒப்பீட்டில் அவற்றின் நிச்சயமற்ற தன்மையையும் கணக்கில் கொள்ள வேண்டும். ஒரு சிக்மா வரம்புக்குள் இந்த அளவீடுகள் ஒத்துப்போகின்றன என்று ஆசிரியர்கள் குறிப்பிடுகின்றனர். எனவே, புதிய முடிவை INTEGRAL உடனான உறுதிப்படுத்தப்பட்ட முரண்பாடாக அல்ல; மேம்பட்ட அளவீடு தேவைப்படும் உயர்ந்த மதிப்பீடாகவே புரிந்துகொள்ள வேண்டும்.

பாசிட்ரோனியத்திலிருந்து வந்தவை என்று தனித்துவமாக அடையாளம் காணப்பட்ட ஃபோட்டான்களை மட்டும் எண்ணி இந்த மதிப்பு பெறப்படவில்லை. பல கூறுகள் கொண்ட மாதிரியில், 150 முதல் 600 keV வரையிலான மொத்த அளவிடப்பட்ட பாய்வு, ஒரு சதுர சென்டிமீட்டருக்கு வினாடிக்கு (5.8 ± 1.2) × 10-2 ஃபோட்டான்கள் ஆகும்.

பின்னர், அதே அலகில் (2.6 ± 0.7) × 10-2 அளவுள்ள தலைகீழ் காம்ப்டன் பங்களிப்பை ஆராய்ச்சியாளர்கள் மதிப்பிட்டு கழித்தனர். ஆற்றல்மிக்க எலக்ட்ரான்கள் ஃபோட்டான்களுக்கு ஆற்றலை மாற்றும்போது தலைகீழ் காம்ப்டன் உமிழ்வு நிகழ்கிறது. இந்த மாதிரி பங்களிப்பில் உள்ள நிச்சயமற்ற தன்மையும் இறுதி பாசிட்ரோனியம் மதிப்பீட்டில் இடம்பெறுகிறது.

நேரடிப் படமெடுப்புக்கும் பின்னணி திருத்தங்கள் தேவை

கேமராவின் திசை அளவீடுகள் குழப்பத்தைக் குறைக்கின்றன; ஆனால் ஒவ்வொரு மாதிரி அல்லது திருத்தத்தையும் நீக்கிவிடுவதில்லை. பரவலான உமிழ்வின் விநியோகத்தை முற்றிலும் சார்பற்ற வகையில் மீளமைக்க, நிகழ்வுகளின் எண்ணிக்கை போதவில்லை என்று கையெழுத்துப் பிரதி தெளிவாகக் கூறுகிறது.

கவனிக்கப்பட்ட ஆற்றல் வரம்பில் வளிமண்டல காமா கதிர்களே பெரும்பாலான பின்னணியாக இருந்தன. அண்டக் கதிர் நிகழ்வுகளும், தொடர்பில்லாத உணரி சமிக்ஞைகள் தற்செயலாக ஒரே நேரத்தில் ஏற்படுவதும் பின்னணிக்குப் பங்களித்தன. பலூன் உயரத்தில்கூட, விண்வெளியிலிருந்து வரும் கதிர்வீச்சு தொலைநோக்கியை அடைவதற்கு முன் உறிஞ்சப்படலாம் அல்லது சிதறலாம்.

இந்த வளிமண்டல விளைவுகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவகப்படுத்தினர். பால்வீதியின் மையம் பார்வைப் புலத்துக்கு வெளியே இருந்த காலப்பகுதியைப் பயன்படுத்திப் பின்னணியின் இயல்பாக்கத்தையும் அளவுத்திருத்தம் செய்தனர். Swift மற்றும் INTEGRAL பட்டியல்களைப் பயன்படுத்தி, ஏற்கெனவே அறியப்பட்ட பிரகாசமான மூலங்களின் பங்களிப்புகளையும் மதிப்பிட்டனர்.

450 முதல் 600 keV வரம்பில், பால்வீதியின் மையப் பகுப்பாய்வுப் பிரிவில் கண்டறியப்பட்ட நிகழ்வுகளில் சுமார் 92% பின்னணிக்குரியவை என வகைப்படுத்தப்பட்டன. இந்த ஆற்றல் வரம்பில் சமிக்ஞை-இரைச்சல் விகிதம் 8.8% என்று ஆய்வுக் கட்டுரை தெரிவிக்கிறது. தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட நிகழ்வுகளின் உள்ளடக்கத்தையே இந்தச் சதவீதம் விவரிக்கிறது; படக் கண்டறிதலின் 7.9 சிக்மா முக்கியத்துவத்தை அல்ல.

பிற வானாய்வகங்களுடன் ஒப்பிடும்போதும் கவனம் தேவை; அவை அனைத்தும் வானின் ஒரே பகுதியை அளவிடுவதில்லை, மேலும் மூலங்களை ஒரே விதமாகக் கழிப்பதுமில்லை. ETCC பகுப்பாய்வு, பால்வீதியின் மையத்திலிருந்து இருபுறமும் கேலக்டிக் தீர்க்கரேகை மற்றும் அகலரேகையில் சுமார் 33 டிகிரி வரை நீளும் மையப் பகுதியைப் பயன்படுத்தியது.

மேற்கோள் காட்டப்பட்ட COSI மற்றும் INTEGRAL ஆய்வுகள் வேறுபட்ட பகுதிகளைப் பயன்படுத்தின. கோணப் பரப்பளவு வேறுபாட்டைக் கணக்கில் கொள்ள அவற்றின் தீவிர மதிப்புகளை ஆய்வுக் கட்டுரை அளவுசெய்தது. அதேவேளை, பரவலான உமிழ்வைப் பற்றிய ஒப்பீடுகள், கதிர்வீச்சின் பரவல் குறித்து முன்கொள்ளப்படும் அனுமானங்களையும் சார்ந்திருப்பதால் தோராயமானவை என எச்சரித்தது.

புதிய படத்தின் தெளிவு எவ்வளவு?

எலக்ட்ரான்களின் தடங்களைப் பதிவு செய்ய 30 × 30 × 30 சென்டிமீட்டர் செயற்பாட்டு அளவுள்ள வாயு உணரியை ETCC பயன்படுத்தியது. அதைச் சுற்றி, சிதறிய காமா கதிர்களைக் கண்டறிய 108 சிந்திலேட்டர் வரிசைகள் அமைக்கப்பட்டிருந்தன. பின்வாங்கும் எலக்ட்ரான்களின் திசைகளைச் சிறப்பாக மீளமைக்க, சுருள் நரம்பிணைப்பு வலையமைப்பையும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் பயன்படுத்தினர்.

எலக்ட்ரான் மற்றும் பாசிட்ரான் அழிவுக் கோட்டின் சிறப்பியல்பு ஆற்றலான 511 keV-இல், கருவியின் அரை ஆற்றல் ஆரம் 20 டிகிரியாக இருந்தது. அதாவது, புள்ளி மூலத்திலிருந்து மீளமைக்கப்பட்ட நிகழ்வுகளில் பாதி, 20 டிகிரி கோண ஆரத்துக்குள் அமையும்.

511 keV-இல் அதன் ஆற்றல் தீர்மானம் 14% ஆக இருந்தது; கருவியின் பதிலின் முழு அகலம்-அரை உச்ச உயரமாக இது தெரிவிக்கப்படுகிறது. ஒற்றை ஃபோட்டான் ஆற்றலிலிருந்து வரும் நிகழ்வுகள், பதிவுசெய்யப்பட்ட நிறமாலையில் எந்த அளவுக்குப் பரவுகின்றன என்பதை இது அளவிடுகிறது.

நேரடிப் படமெடுப்பும் மூலங்களைத் துல்லியமாக அடையாளம் காண்பதும் ஏன் தனித்தனி சாதனைகள் என்பதை இந்த அளவுருக்கள் விளக்குகின்றன. வரையறுக்கப்பட்ட படமெடுப்பு பதிலின் அடிப்படையில் கேமரா திசைகளை ஒதுக்க முடியும். ஆனால் அதன் பரந்த கோணத் தீர்மானத்தால், பால்வீதியின் மையப் பகுதியில் நெருக்கமாகக் குவிந்துள்ள தனிப்பட்ட பொருள்களை நம்பகமாகப் பிரித்தறிய முடியாது.

எனவே, இந்தக் கருவி அப்பகுதியின் அமைப்புக்கான முழுமையான தீர்வல்ல; ஒரு முறையின் நிரூபணம் மட்டுமே. மேலும் வலுவான சமிக்ஞை, நீண்ட கண்காணிப்பு நேரம், மேம்பட்ட செயல்திறன் ஆகியவை வானத்துடன் எந்த இடவியல் விளக்கம் சிறப்பாகப் பொருந்துகிறது என்பதைத் தீர்மானிக்க உதவும்.

எதிர்ப்பொருளின் மூலம் இன்னும் அடையாளம் காணப்படவில்லை

511 keV அழிவுக் கோட்டின் முக்கிய மூலமாக பால்வீதியின் மையம் திகழ்கிறது; ஆனால் அங்குள்ள பாசிட்ரான்களின் தோற்றம் இன்னும் உறுதியாகவில்லை. காணப்பட்ட பரவல் அறியப்பட்ட எந்த வானியற்பியல் பொருள்களின் தொகுப்புடனும் தெளிவாகப் பொருந்தவில்லை; பிற அலைநீளங்களில் காணப்படும் உமிழ்வுடனும் சிறிதளவே தொடர்பு கொண்டுள்ளது என்று ஆய்வுக் கையெழுத்துப் பிரதி குறிப்பிடுகிறது.

ஆய்வுக் கட்டுரையில் விவாதிக்கப்படும் வழக்கமான சாத்தியமான மூலங்களில், பாரிய விண்மீன்கள் மற்றும் சூப்பர்நோவாக்களால் உருவாகும் கதிரியக்க அணுக்கருக்கள் அடங்கும். அடர்த்தியான பொருள்களைச் சுற்றி ஆற்றல்மிக்க ஃபோட்டான் ஊடாட்டங்கள் எலக்ட்ரான்களையும் பாசிட்ரான்களையும் உருவாக்கக்கூடும் என்பதால், நியூட்ரான் விண்மீன்களும் கருந்துளைகளும் வேறு சாத்தியமான மூலங்களாகும்.

கரும்பொருள் அழிவு அல்லது சிதைவு, குறைந்த நிறையுடைய ஆதிகாலக் கருந்துளைகள் ஆகியவையும் பிற கருதுகோள்களாகும். விண்மீன்கள் சுருங்கி உருவானவை அல்ல; ஆரம்பகாலப் பிரபஞ்சத்தில் உருவானவையே ஆதிகாலக் கருந்துளைகள். அவை பாசிட்ரான்களை உருவாக்கும் சாத்தியமான வழிமுறையாக ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சை ஆய்வுக் கட்டுரை குறிப்பிடுகிறது.

புதிய படம் இந்த விளக்கங்களில் எதையும் உறுதிப்படுத்தவில்லை. தீர்க்கப்படாத இடவியல் பரவல், பாய்வின் நிச்சயமற்ற தன்மை, பிற உமிழ்வுகளைக் கணக்கிட்டு நீக்கிய மாதிரி முறை ஆகியவை இதன் தோற்றம் குறித்த முடிவுகளை வரையறுக்கின்றன.

இதன் பயனுள்ள முன்னேற்றம் அவதானிப்பு முறையில் உள்ளது: காமா கதிர்களின் திசையையும் ஆற்றலையும் நேரியல் பதிலின் மூலம் அளவிடும் கருவி, போட்டியிடும் விளக்கங்களைச் சோதிக்க மற்றொரு வழியை உருவாக்குகிறது. விளக்கப்படாத சமிக்ஞையை இது விசித்திரமான இயற்பியலுக்கான ஆதாரமாக மாற்றிவிடாது.

அடுத்த அளவீட்டை இலக்காகக் கொண்ட SMILE-3

மேம்பட்ட உணர்திறனுடைய ETCC-ஐப் பயன்படுத்தும் SMILE-3 தயாரிப்புப் பணிகளுக்குத் தகாடா தலைமை தாங்குகிறார். 2028-இல் திட்டமிடப்பட்டுள்ள அடுத்த ஆஸ்திரேலிய பலூன் பயண வாய்ப்புக்கான பரிந்துரைக்கப்பட்ட ஆய்வாக இதை JAXA-வின் அறிவிப்பு விவரிக்கிறது. ஆய்வுக்குத் தேர்வு செய்யப்பட்டுவிட்டதாகவோ, ஏவப்படும் தேதி உறுதியாகிவிட்டதாகவோ அதில் அறிவிக்கப்படவில்லை.

ஆய்வு ஆவணங்களில் விவாதிக்கப்படும் உருவகப்படுத்துதல்களின்படி, மேம்பாடுகள் 450 முதல் 600 keV வரம்பிலான சமிக்ஞை-இரைச்சல் விகிதத்தை 8.8%-இலிருந்து சுமார் 32%-ஆக உயர்த்தக்கூடும். இந்த இரண்டு எண்ணிக்கைகளின் அடிப்படையில் கணக்கிட்டால், அது தற்போதைய விகிதத்தைவிட சுமார் 3.6 மடங்கு அதிகம். இருப்பினும், இது கணிப்பு மட்டுமே; பயணத்தில் நிரூபிக்கப்பட்ட முடிவு அல்ல.

இந்த நுட்பத்தை விரிவுபடுத்துவதற்கான வழிகளாக, நீண்ட பலூன் கண்காணிப்புகளையும் சாத்தியமான செயற்கைக்கோள் கண்காணிப்புகளையும் நிறுவனங்கள் சுட்டிக்காட்டுகின்றன. பால்வீதியின் மையத்தைத் தாண்டி, சூப்பர்நோவா எச்சங்கள், செயலில் உள்ள விண்மீன் உட்கருக்கள், காமா கதிர் வெடிப்புகள் ஆகியவை முன்மொழியப்பட்ட இலக்குகளில் அடங்கும்.

இந்த இலக்குகள் படமெடுப்பு முறையை குறிப்பிட்ட அறிவியல் அளவீடுகளுடன் இணைக்கின்றன: கதிரியக்க உமிழ்வு அணுக்கரு வினைகளையும் தனிம உருவாக்கத்தையும் கண்டறிய உதவும்; பிற காமா கதிர் சமிக்ஞைகள் ஆற்றல்மிக்க துகள்களின் முடுக்கத்தை ஆராய உதவும். இருப்பினும், உடனடிப் பணி இன்னும் குறிப்பிட்டதே: கருவியை மேம்படுத்தி, பால்வீதியின் மையத்தின் பிரகாசத்தையும் வடிவத்தையும் மேலும் உறுதியாக அளவிடப் போதுமான தரவுகளைச் சேகரிப்பது.

முக்கிய குறிப்புகள்

• SMILE-2+ 150 முதல் 600 keV வரையிலான பால்வீதியின் மைய உமிழ்வை அதன் படத்தில் 7.9 சிக்மா மிகையுடன் கண்டறிந்தது.
• இந்த முடிவு, எலக்ட்ரான் தடமறியும் காம்ப்டன் கேமரா மூலம் நேரியல் படமெடுப்பை நிரூபிக்கிறது; அந்தப் பகுதியிலிருந்து வரும் காமா கதிர்களைக் கண்டறிவது இதுவே முதல்முறை அல்ல.
• பாசிட்ரோனியம் தொடர்பான பாய்வு மதிப்பீடு, INTEGRAL-இன் மைய மதிப்பைவிடச் சுமார் 2.3 மடங்கு அதிகம்; ஆனால் அளவீடுகள் புள்ளிவிவர ரீதியாக ஒத்துப்போகின்றன என்று ஆய்வுக் கட்டுரை கூறுகிறது.
• தரவுகளுக்கு மூன்று வெவ்வேறு இடவியல் மாதிரிகள் பொருந்துவதால், உமிழ்வின் விரிவான அமைப்பு இன்னும் தீர்மானிக்கப்படவில்லை.
• பாசிட்ரான்களின் மூலம் கரும்பொருள் அல்லது ஆதிகாலக் கருந்துளைகள் என்பதை இந்த அவதானிப்புகள் நிறுவவில்லை.
• 2028-இல் திட்டமிடப்பட்டுள்ள JAXA-வின் ஆஸ்திரேலிய பலூன் பயண வாய்ப்புக்கான பரிந்துரையாக SMILE-3 தயாரிக்கப்பட்டு வருகிறது.