Millisecond pulsar
ஒரு மில்லி விநாடி பல்சர் (எம்எஸ்பி) என்பது சுமார் 10 மில்லி விநாடிகளுக்கு குறைவான சுழற்சி காலத்தைக் கொண்ட ஒரு பல்சர் ஆகும். மின்காந்த நிறமாலையின் ரேடியோ, எக்ஸ்ரே மற்றும் காமா கதிர் பகுதிகளில் மில்லி விநாடி துடிப்புகள் கண்டறியப்பட்டுள்ளன. மில்லி விநாடி துடிப்புகளின் தோற்றத்திற்கான முன்னணி கோட்பாடு என்னவென்றால், அவை பழைய, வேகமாக சுழலும் நியூட்ரான் நட்சத்திரங்கள், அவை நெருக்கமான பைனரி அமைப்பில் ஒரு துணை நட்சத்திரத்திலிருந்து பொருளைச் சேர்ப்பதன் மூலம் சுழற்றப்படுகின்றன அல்லது "மறுசுழற்சி செய்யப்படுகின்றன". இந்த காரணத்திற்காக, மில்லி விநாடி துடிப்பான்கள் சில நேரங்களில் மறுசுழற்சி செய்யப்பட்ட துடிப்பான்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. மில்லி விநாடி துடிப்பான்கள் குறைந்த நிறை கொண்ட எக்ஸ்ரே பைனரி அமைப்புகளுடன் தொடர்புடையவை என்று கருதப்படுகிறது. இந்த அமைப்புகளில் உள்ள எக்ஸ்-கதிர்கள் ஒரு நியூட்ரான் நட்சத்திரத்தின் சேர்க்கை வட்டு மூலம் வெளியிடப்படுகின்றன என்று கருதப்படுகிறது, இது ஒரு துணை நட்சத்திரத்தின் வெளிப்புற அடுக்குகளால் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, இது அதன் ரோச் லோபில் நிரம்பி வழிகிறது. இந்த அதிகரிப்பு நிகழ்விலிருந்து கோண உந்தத்தின் பரிமாற்றம் கோட்பாட்டளவில் துடிப்பின் சுழற்சி விகிதத்தை வினாடிக்கு நூற்றுக்கணக்கான முறை அதிகரிக்கலாம், இது மில்லி விநாடி துடிப்புகளில் காணப்படுகிறது. நிலையான பரிணாம மாதிரி அனைத்து மில்லி விநாடி துடிப்புகளின், குறிப்பாக ஒப்பீட்டளவில் அதிக காந்தப்புலங்களைக் கொண்ட இளம் மில்லி விநாடி துடிப்புகளின் பரிணாமத்தை விளக்கத் தவறிவிட்டது என்பதற்கான சமீபத்திய சான்றுகள் உள்ளன, எ. கா. PSR B 1937+21. பியூலென்ட் கிஸில்டன் மற்றும் எஸ். இ. தோர்செட் (யுசிஎஸ்சி) வெவ்வேறு மில்லி விநாடி துடிப்புகள் குறைந்தது இரண்டு தனித்துவமான செயல்முறைகளால் உருவாக வேண்டும் என்பதைக் காட்டினர். ஆனால் மற்ற செயல்முறையின் தன்மை ஒரு மர்மமாகவே உள்ளது. பல மில்லி விநாடி துடிப்பான்கள் கோளக் கொத்துக்களில் காணப்படுகின்றன. இது அவற்றின் உருவாக்கத்தின் சுழற்சி கோட்பாட்டுடன் ஒத்துப்போகிறது, ஏனெனில் இந்த கிளஸ்டர்களின் மிக உயர்ந்த விண்மீன் அடர்த்தி ஒரு பல்சர் ஒரு மாபெரும் துணை நட்சத்திரத்தைக் கொண்டிருப்பதற்கான (அல்லது கைப்பற்றுவதற்கான) அதிக வாய்ப்பைக் குறிக்கிறது. தற்போது குளோபுலர் கிளஸ்டர்களில் சுமார் 130 மில்லி விநாடி துடிப்புகள் உள்ளன. குளோபுலர் கிளஸ்டர் டெர்ஸான் 5 இவற்றில் 37 ஐக் கொண்டுள்ளது, அதைத் தொடர்ந்து 47 டுகானே 22 மற்றும் எம் 28 மற்றும் எம் 15 தலா 8 துடிப்புகளுடன் உள்ளன. அதிக துல்லியத்துடன் நேரத்தைச் செலுத்தக்கூடிய மில்லி விநாடி துடிப்பான்கள், பல தசாப்தங்களாக சராசரியாக இருக்கும்போது அணு-கடிகார அடிப்படையிலான நேரத் தரங்களுடன் ஒப்பிடக்கூடிய நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. இது அவர்களின் சூழல்களை மிகவும் உணர்திறன் வாய்ந்த ஆய்வுகளாக ஆக்குகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, அவற்றைச் சுற்றியுள்ள சுற்றுப்பாதையில் வைக்கப்படும் எதுவும் பூமியில் அவற்றின் துடிப்புகளின் வருகை நேரங்களில் அவ்வப்போது டாப்ளர் மாற்றங்களை ஏற்படுத்துகிறது, பின்னர் அவை துணை இருப்பை வெளிப்படுத்த பகுப்பாய்வு செய்யப்படலாம், மேலும் போதுமான தரவுகளுடன், சுற்றுப்பாதை மற்றும் பொருளின் வெகுஜனத்தின் துல்லியமான அளவீடுகளை வழங்குகின்றன. இந்த நுட்பம் மிகவும் உணர்திறன் வாய்ந்தது, விண்கற்கள் போன்ற சிறிய பொருள்கள் கூட ஒரு மில்லி விநாடி துடிப்பைச் சுற்றினால் அவற்றைக் கண்டறிய முடியும். "சாதாரண" சூரிய போன்ற நட்சத்திரங்களைச் சுற்றியுள்ள புறக்கோள்களைக் கண்டுபிடிப்பதற்கு பல ஆண்டுகளுக்கு முன்பு கண்டுபிடிக்கப்பட்ட முதல் உறுதிப்படுத்தப்பட்ட புறக்கோள்கள், மில்லி விநாடி துடிப்பான பிஎஸ்ஆர் பி 1257+12 ஐச் சுற்றியுள்ள சுற்றுப்பாதையில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. இந்த கிரகங்கள், பல ஆண்டுகளாக, சூரிய மண்டலத்திற்கு வெளியே அறியப்பட்ட ஒரே பூமி-வெகுஜன பொருள்களாக இருந்தன. அவற்றில் ஒன்று, பிஎஸ்ஆர் பி 1257+12 டி, சந்திரனுடன் ஒப்பிடுகையில் இன்னும் சிறிய வெகுஜனத்தைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இன்றும் சூரிய மண்டலத்திற்கு அப்பால் அறியப்பட்ட மிகச்சிறிய வெகுஜனப் பொருளாகும். பல்சர் சுழற்சி வேக வரம்புகள் முதல் மில்லி விநாடி பல்சர், பிஎஸ்ஆர் பி 1937+21,1982 ஆம் ஆண்டில் பேக்கர் மற்றும் பலர் கண்டுபிடித்தனர். வினாடிக்கு சுமார் 641 முறை சுழலும் இது, கண்டுபிடிக்கப்பட்ட சுமார் 200 துடிப்புகளில் இரண்டாவது மிக வேகமாக சுழலும் மில்லி விநாடி துடிப்பாக உள்ளது. 2004 ஆம் ஆண்டில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பல்சர் பிஎஸ்ஆர் ஜே 1748-2446 விளம்பரம், 2023 ஆம் ஆண்டு நிலவரப்படி, வினாடிக்கு 716 முறை சுழலும் என்று அறியப்பட்ட மிக வேகமாக சுழலும் பல்சர் ஆகும். நியூட்ரான் நட்சத்திர அமைப்பு மற்றும் பரிணாம வளர்ச்சியின் தற்போதைய கோட்பாடுகள், வினாடிக்கு சுமார் 1500 சுழற்சிகள் அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட விகிதத்தில் சுழன்றால் துடிப்பான்கள் உடைந்து விடும் என்றும், வினாடிக்கு சுமார் 1000 சுழற்சிகளுக்கு மேல் விகிதத்தில் அவை ஈர்ப்பு கதிர்வீச்சின் மூலம் ஆற்றலை இழக்கும் என்றும் கணித்துள்ளன. 2007 ஆம் ஆண்டின் தொடக்கத்தில் ரோஸ்ஸி எக்ஸ்-ரே டைமிங் எக்ஸ்ப்ளோரர் மற்றும் இன்டெக்ரல் விண்கலத்தின் தரவு 1122 ஹெர்ட்ஸ் வேகத்தில் சுழலும் ஒரு நியூட்ரான் நட்சத்திரமான XTE J 1739-285 ஐக் கண்டறிந்தது. இதன் விளைவு புள்ளிவிவர ரீதியாக குறிப்பிடத்தக்கதாக இல்லை, இதன் முக்கியத்துவம் நிலை 3 சிக்மா மட்டுமே. இது மேலும் அவதானிப்புகளுக்கு ஒரு சுவாரஸ்யமான வேட்பாளராக இருந்தாலும், தற்போதைய முடிவுகள் தெளிவற்றவை. இருப்பினும், ஈர்ப்பு கதிர்வீச்சு சுழற்சி விகிதத்தை குறைப்பதில் பங்கு வகிக்கிறது என்று நம்பப்படுகிறது. ஒரு வினாடிக்கு 599 சுழற்சிகளில் சுழலும் ஒரு எக்ஸ்ரே பல்சர், ஐஜிஆர் ஜே 00291+5934, எதிர்காலத்தில் இத்தகைய அலைகளைக் கண்டறிய உதவும் ஒரு முக்கிய வேட்பாளராகும் (இதுபோன்ற பெரும்பாலான எக்ஸ்ரே பல்சர்கள் வினாடிக்கு சுமார் 300 சுழற்சிகளில் மட்டுமே சுழல்கின்றன). துடிப்பு நேர ஈர்ப்பு அலைகளைப் பயன்படுத்தி ஈர்ப்பு அலைகளைக் கண்டறிவது ஐன்ஸ்டீனின் பொது சார்பியல் கோட்பாட்டின் ஒரு முக்கியமான கணிப்பாகும், மேலும் இது பொருளின் மொத்த இயக்கம், ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தின் போது ஏற்படும் ஏற்ற இறக்கங்கள் மற்றும் விண்வெளி நேரத்தின் இயக்கவியல் ஆகியவற்றின் விளைவாகும். பல்சர்கள் வேகமாக சுழல்கின்றன, மிகப்பெரிய நட்சத்திரங்களின் சூப்பர்நோவா வெடிப்புகளின் போது உருவாக்கப்பட்ட அதிக காந்தமயமாக்கப்பட்ட நியூட்ரான் நட்சத்திரங்கள். அவை மிகவும் துல்லியமான கடிகாரங்களாக செயல்படுகின்றன, அவை வான இயக்கவியல், நியூட்ரான் நட்சத்திர நில அதிர்வு, வலுவான புல ஈர்ப்பு மற்றும் விண்மீன் மண்டல வானியல் சோதனைகள் வரையிலான இயற்பியல் பயன்பாடுகளின் செல்வத்துடன் செயல்படுகின்றன. ஈர்ப்பு அலை கண்டறிதல்களாக பல்சர்களைப் பயன்படுத்துவதற்கான முன்மொழிவு முதலில் 1970 களின் பிற்பகுதியில் சசின் மற்றும் டெட்வீலர் ஆகியோரால் செய்யப்பட்டது. சூரிய மண்டலத்தின் பாரிசெண்டர் மற்றும் தொலைதூர பல்சர் ஆகியவற்றை விண்வெளியில் ஒரு கற்பனையான கையின் எதிர் முனைகளாக கருதுவதே இதன் யோசனை. பூமியில் ஒரு பார்வையாளரால் கண்காணிக்கப்படும் வழக்கமான சமிக்ஞைகளை அனுப்பும் கையின் ஒரு முனையில் குறிப்பு கடிகாரமாக பல்சர் செயல்படுகிறது. கடந்து செல்லும் ஈர்ப்பு அலைகளின் விளைவு உள்ளூர் விண்வெளி நேர அளவீட்டைத் தொந்தரவு செய்வதாகவும், பல்சரின் கவனிக்கப்பட்ட சுழற்சி அதிர்வெண்ணில் மாற்றத்தை ஏற்படுத்துவதாகவும் இருக்கும். ஹெலிங்ஸ் அண்ட் டவுன்ஸ் இந்த யோசனையை 1983 ஆம் ஆண்டில் பல பல்ஸர்களுக்கு விரிவுபடுத்தி, ஈர்ப்பு அலைகளின் சீரற்ற பின்னணி வானத்தில் அவற்றின் கோணப் பிரிவின் செயல்பாடாக வெவ்வேறு பல்ஸர் ஜோடிகளுக்கு இடையில் ஒரு நாற்கர தொடர்பை உருவாக்கும் என்பதைக் கண்டறிந்தது. வரிசையில் உள்ள பல்சர் கடிகாரங்களின் துல்லியம் மற்றும் ஸ்திரத்தன்மை காரணமாக இந்த வேலை உணர்திறனில் மட்டுப்படுத்தப்பட்டது. 1982 ஆம் ஆண்டில் முதல் மில்லி விநாடி பல்சர் கண்டுபிடிக்கப்பட்டதைத் தொடர்ந்து, ஃபாஸ்டர் மற்றும் பேக்கர் 1990 ஆம் ஆண்டில் ஹெலிங்ஸ்-டவுன்ஸ் பகுப்பாய்வை மிகவும் நிலையான மில்லி விநாடி பல்சர்களின் வரிசைக்கு பயன்படுத்துவதன் மூலம் ஈர்ப்பு அலைகளின் உணர்திறனை மேம்படுத்தினர். டிஜிட்டல் தரவு கையகப்படுத்தும் அமைப்புகள், புதிய ரேடியோ தொலைநோக்கிகள் மற்றும் ரிசீவர் அமைப்புகளின் வருகை மற்றும் பல புதிய மில்லி விநாடி துடிப்பான்களின் கண்டுபிடிப்புகள் சர்வதேச முயற்சியின் ஆரம்ப கட்டங்களில் ஈர்ப்பு அலைகளின் துடிப்பு நேர வரிசையின் உணர்திறனை மேம்படுத்தின. ஐந்து ஆண்டு தரவு வெளியீடு, பகுப்பாய்வு மற்றும் சீரற்ற ஈர்ப்பு அலை பின்னணியில் முதல் NANOGrav வரம்பு ஆகியவை 2013 ஆம் ஆண்டில் டெமோரெஸ்ட் மற்றும் பலர் விவரித்தனர். அதைத் தொடர்ந்து முறையே 2015 மற்றும் 2018 ஆம் ஆண்டுகளில் ஒன்பது ஆண்டு மற்றும் 11 ஆண்டு தரவு வெளியீடுகள் செய்யப்பட்டன. ஒவ்வொன்றும் ஈர்ப்பு அலை பின்னணியை மேலும் மட்டுப்படுத்தியது, இரண்டாவது வழக்கில், சூரிய மண்டலத்தின் பாரிசென்டரை துல்லியமாக தீர்மானிக்கும் நுட்பங்கள் சுத்திகரிக்கப்பட்டன. 2020 ஆம் ஆண்டில், ஒத்துழைப்பு 12.5-year தரவு வெளியீட்டை வழங்கியது, இதில் அனைத்து துடிப்புகளிலும் பொதுவான திரிபு வீச்சு மற்றும் நிறமாலை குறியீட்டுடன் ஒரு சக்தி-சட்ட சீரற்ற செயல்முறைக்கான வலுவான சான்றுகள் இருந்தன, ஆனால் முக்கியமான ஹெலிங்ஸ்-டவுன்ஸ் நாற்கர இடஞ்சார்ந்த தொடர்புக்கான புள்ளிவிவர ரீதியாக உறுதியற்ற தரவு. ஜூன் 2023 இல், NANOGrav 15 ஆண்டு தரவு வெளியீட்டை வெளியிட்டது, இது ஒரு சீரற்ற ஈர்ப்பு அலை பின்னணிக்கான முதல் ஆதாரத்தைக் கொண்டிருந்தது. குறிப்பாக, இது ஹெலிங்ஸ்-டவுன்ஸ் வளைவின் முதல் அளவீட்டை உள்ளடக்கியது, இது அவதானிப்புகளின் ஈர்ப்பு அலை தோற்றத்தின் சொல்லும் கதை அடையாளம். குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் "எப்படி மில்லி விநாடி பல்சர்கள் இவ்வளவு வேகமாக சுழல்கின்றன". இன்றைய பிரபஞ்சம். "வேகமாக சுழலும் நட்சத்திரம் ஈர்ப்பு அலைகளை சோதிக்க முடியும்". புதிய விஞ்ஞானி. "வானியல் சுழலும் டெர்விஷ்கள் தங்கள் வயதை நன்கு மறைக்கின்றன". வானியல் இப்போது. ஆடியோஃ கெய்ன்/கே-பல்சர்ஸ் வானியல் நடிகர்கள்-நவம்பர் 2009. மில்லி விநாடி பல்ஸர்