आपके सिर पर हवा अदृश्य वर्षा के साथ जीवित है। अंतरिक्ष से शक्तिशाली कण लगातार आपके ऊपर के वातावरण को मार रहे हैं, जिससे एक सबमैटिकल कैस्केड उत्पन्न होता है जो प्रकाश की गति के निकट नीचे की ओर गोली मारता है। यह पता लगाना कि ये डाउनपॉर्स कहां से उत्पन्न होते हैं और वे हमें ब्रह्मांड के बारे में क्या बताते हैं, मेक्सिको में सिएरा नेग्रा ज्वालामुखी के शिखर के पास रखे शुद्ध पानी के 300 विशालकाय टैंकों से युक्त उच्च-ऊंचाई वाले जल चेरनकोव (HAWC) का काम है।
HAWC का लक्ष्य ब्रह्मांड में उच्चतम-ऊर्जा की घटनाओं को खोजना है; जिसमें विदेशी सितारे, सुपरमैसिव ब्लैक होल, और डार्क मैटर का सत्यानाश करना शामिल है। इस तरह के फेनोमेना गामा किरणों का उत्पादन करते हैं, एक ट्रिलियन से अधिक बार प्रकाश के प्रकाश के साथ फोटॉन जो हम देखते हैं, और ब्रह्मांडीय किरणों के साथ, परमाणु न्यूक्लियर को सात गुना तक ऊर्जा के साथ चार्ज किया जाता है, जबकि प्रोटॉन बड़े हड्रॉन कोलाइडर में एक साथ मुस्कुराते हैं। दोनों की उत्पत्ति कई रहस्यों से घिरी हुई है, यही वजह है कि HAWC लगातार कुछ उघाड़ने की उम्मीद में आकाश के एक बड़े हिस्से की निगरानी करता है।
जब एक अति-उच्च-ऊर्जा का कण पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करता है और एक वायु अणु में दुर्घटनाग्रस्त हो जाता है, तो परिणामस्वरूप प्रतिक्रिया नए उप-परमाणु कणों का उत्पादन करती है। इनमें से प्रत्येक में जबरदस्त ऊर्जा होती है और इसलिए वे लगातार बढ़ते हुए हिमस्खलन में अधिक कणों को नष्ट और प्रतिक्रिया करते हैं और अधिक कणों का उत्पादन करते हैं जो उस समय तक जमीन से लगभग 100 मीटर की दूरी पर एक सर्कल में फैलता है। यह पार्टिकल शावर टेलिस्कोप के टैंकों से होकर पानी में प्रकाश की गति (जो कि निर्वात में उसकी गति लगभग तीन-चौथाई है) से तेज गति से यात्रा करता है, जिससे एक सोनिक बूम के ऑप्टिकल समतुल्य का निर्माण होता है - जिसे पराबैंगनी प्रकाश के फटने से जिसे चेरेनिय विकिरण कहते हैं। वास्तव में कैसे और कब कण शुद्ध पानी की टंकियों की सरणी का सामना करते हैं, शोधकर्ता यह निर्धारित कर सकते हैं कि स्रोत कहाँ स्थित है।
लगभग 20, 000 इस तरह के शो हर सेकंड HAWC में रिकॉर्ड किए जाते हैं लेकिन लगभग सभी कॉस्मिक हैं, गामा नहीं, किरणें। क्योंकि कॉस्मिक किरणों को चार्ज किया जाता है, ब्रह्मांड के माध्यम से उनके उड़ान पथ को चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा बदल दिया जाता है, जिसका अर्थ है कि उनके मूल बिंदु निर्धारित नहीं किए जा सकते हैं। गामा किरणें बहुत दुर्लभ होती हैं- HAWC इनमें से लगभग 1, 000 को एक दिन में देखती है- लेकिन वे अपने स्रोतों में वापस सीधी रेखा की ओर इशारा करती हैं। पिछली गामा किरण दूरबीनों को आमतौर पर आकाश पर विशिष्ट स्थानों पर निशाना लगाने की आवश्यकता होती है, अक्सर शोधकर्ताओं द्वारा वहां होने वाली कुछ उच्च-ऊर्जा घटनाओं के लिए सतर्क होने के बाद ही। क्योंकि HAWC हर समय ब्रह्मांड में बाहर घूरता रहता है, इसलिए इन दुर्लभ चमक को उठाने का एक बेहतर मौका है।
मार्च 2015 में पूरा हुआ, वेधशाला ने हाल ही में अपने पहले साल के आंकड़ों को जारी किया-आकाश के मानचित्र ने हमारी आकाशगंगा आकाशगंगा के भीतर से लगभग 40 सुपर-उज्ज्वल स्रोतों का खुलासा किया। "ये रन-ऑफ-द-मिल सितारे नहीं हैं, " HAWC के प्रवक्ता, लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी के भौतिक विज्ञानी ब्रेंडा डिंगस ने कहा।
अधिकांश सुपरनोवा अवशेष हैं, एक विशाल तारे की मृत्यु के दौरान होने वाले शक्तिशाली विस्फोट के बाद। चूंकि इन विस्फोटों से आघात तरंगें बाहर की ओर फैलती हैं, वे गामा विकिरण को उत्पन्न करते हुए आसपास की गैस और धूल में उच्च गति से दुर्घटनाग्रस्त हो जाती हैं - एक प्रक्रिया जो हजारों वर्षों तक जारी रह सकती है। HAWC टीम अपने विकास के विभिन्न चरणों में सुपरनोवा अवशेषों की खोज करने की उम्मीद करती है और इस जटिल प्रक्रिया के विवरण का पता लगाने के लिए विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर काम कर रहे अन्य दूरबीनों के डेटा के साथ अपने डेटा को जोड़ती है। क्योंकि सुपरनोवा के अवशेषों में शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र होते हैं, वे चार्ज किए गए कणों को फँसाते हैं और गति देते हैं, जिससे ब्रह्मांडीय किरणें बनती हैं। हमारे द्वारा देखी जाने वाली अधिकांश ब्रह्मांडीय किरणों को ऐसी जगहों पर उत्पन्न करने के लिए सोचा जाता है, लेकिन वे पल्सर द्वारा भी उत्पादित की जा सकती हैं - तेजी से घूमते हुए सुपर-घने न्यूट्रॉन तारे जो विकिरण की किरण को उत्सर्जित करते हैं - और ब्लैक होल एक दूसरे की परिक्रमा करते हैं। HAWC शोधकर्ताओं को इन सभी विभिन्न ब्रह्मांडीय कण त्वरक के कुल बिजली उत्पादन को निर्धारित करने में मदद करेगा।
HAWC डेटा में कई चमकीली वस्तुएं भी हैं जो आकाशगंगा के बाहर हैं। क्योंकि वे बहुत दूर हैं, इन स्रोतों को ब्रह्मांड में फ्लडलाइट्स की तरह चमकना चाहिए। कुछ सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक, युवा आकाशगंगाएं हैं जिनके केंद्रीय सुपरमासिव ब्लैक होल गैस और धूल की एक विशाल चमक पर दावत दे रहे हैं। जैसे ही ब्लैक होल के चारों ओर पदार्थ घूमता है, वह गर्म हो जाता है, जिससे विकिरण के कोलोसल जेट निकलते हैं। HAWC ने इन संरचनाओं को समय-समय पर भड़कते हुए देखा है, लेकिन वास्तव में ऐसा क्यों होता है यह अज्ञात है।
वेधशाला भी गामा-किरण फटने की उम्मीद करती है, जो ज्ञात ब्रह्मांड में सबसे ऊर्जावान घटना है। सोचा कि जब कोई सुपर स्टार एक ब्लैक होल में गिरता है, तो ये विस्फोट कुछ सेकंड में उतनी ही मात्रा में ऊर्जा छोड़ते हैं जितना कि हमारा सूर्य अपने पूरे जीवन के दौरान खत्म हो जाएगा। क्योंकि वे इतने क्षणिक हैं, वैज्ञानिकों के लिए उनका अध्ययन करना कठिन है, लेकिन HAWC- जो लगातार आकाश को देख रहा है - प्रति वर्ष कम से कम एक जोड़े को देखने की उम्मीद है।
फिर वहाँ वास्तव में क्रांतिकारी सामान HAWC संभावित निरीक्षण कर सकता है। डिंगस ने कहा, "डार्क मैटर सबसे अच्छी चीज होगी।"
जबकि वैज्ञानिक ब्रह्मांड में इस अजीब सामग्री के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव को देख सकते हैं, अंधेरे पदार्थ कोई विद्युत चुम्बकीय विकिरण पैदा करते हैं और इसलिए सामान्य दूरबीनों में नहीं दिखाई देते हैं। लेकिन कुछ सिद्धांतकार यह अनुमान लगाते हैं कि डार्क मैटर के कण एक दूसरे से टकरा सकते हैं और नष्ट हो सकते हैं, यह एक प्रक्रिया है जिससे गामा किरणें उत्पन्न होनी चाहिए। बौने गोलाकार आकाशगंगाओं जैसे स्थानों में, जो लगभग पूरी तरह से काले पदार्थ से बने होते हैं, यह विनाश लगातार हो रहा है। अब तक, किसी ने भी इन बेहोश, छोटी आकाशगंगाओं से महत्वपूर्ण गामा विकिरण को नहीं देखा है, लेकिन हर समय नए खोजे जा रहे हैं, जिससे अंत में खगोल विज्ञान के सबसे बड़े रहस्यों में से एक को खोलने की संभावना बढ़ गई है।
लंबे समय तक HAWC ब्रह्माण्ड को घूरता रहता है, गहरे और अधिक विस्तृत इसके अवलोकन बनेंगे। डिंगस ने कहा, "वेधशाला का प्रारंभिक रन वर्तमान में 2020 में समाप्त होने वाला है।"
