असाधारण सुपरनोवा ने खगोलविदों को रहस्य बताए – “एक प्रकार की टाइम मशीन”

सुपरनोवा 2014C योजनाबद्ध

यह योजनाबद्ध विस्फोट तारे (बाएं, पीले) द्वारा दिए गए विभिन्न इजेक्टा और हवाओं (लाल और बैंगनी) को दर्शाता है। आम-लिफाफा डिस्क (नीला) दोनों सितारों को घेर लेती है, एक सुपरनोवा और उसके बाइनरी पार्टनर (दिखाया नहीं गया) के रूप में विस्फोट करता है। आम-लिफाफा डिस्क के चारों ओर की सीमा परत हाइड्रोजन का स्रोत है जिसे टीम ने पाया है। क्रेडिट: बी थॉमस एट अल./यूटी ऑस्टिन

ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय के बेंजामिन थॉमस के नेतृत्व में खगोलविदों की एक बहुराष्ट्रीय टीम ने विश्वविद्यालय के मैकडॉनल्ड ऑब्जर्वेटरी में हॉबी-एबर्ली टेलीस्कोप (HET) के अवलोकनों का उपयोग कई साल पहले खोजे गए एक तारकीय विस्फोट के बारे में एक गूढ़ रहस्य को उजागर करने के लिए किया है और अब भी विकसित हो रहा है। . परिणाम, अप्रैल 27, 2022 के अंक में प्रकाशित द एस्ट्रोफिजिकल जर्नलखगोलविदों को इस प्रक्रिया को बेहतर ढंग से समझने में मदद करेगा कि बड़े पैमाने पर तारे कैसे जीते और मरते हैं।

जब पहली बार एक विस्फोट करने वाले तारे का पता चलता है, तो दुनिया भर के खगोलविद दूरबीनों के साथ उसका अनुसरण करना शुरू कर देते हैं क्योंकि यह प्रकाश समय के साथ तेजी से बदलता है। वे देखते हैं कि सुपरनोवा से प्रकाश तेज होता है, अंततः चरम पर होता है, और फिर मंद होने लगता है। प्रकाश की चमक में इन चोटियों और घाटियों के समय को ध्यान में रखते हुए, जिसे “प्रकाश वक्र” कहा जाता है, साथ ही अलग-अलग समय पर उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंग दैर्ध्य, वे सिस्टम की भौतिक विशेषताओं को घटा सकते हैं।

थॉमस ने कहा, “मुझे लगता है कि इस तरह के विज्ञान के बारे में वास्तव में अच्छा यह है कि हम उस उत्सर्जन को देख रहे हैं जो उस पदार्थ से आ रहा है जिसे सुपरनोवा के रूप में विस्फोट करने से पहले पूर्वज प्रणाली से हटा दिया गया है।” “और इसलिए यह एक तरह की टाइम मशीन बनाता है।”

हॉबी-एबर्ली टेलीस्कोप विथ स्टार ट्रेल्स

ऑस्टिन के मैकडॉनल्ड ऑब्जर्वेटरी में टेक्सास विश्वविद्यालय में हॉबी-एबर्ली टेलीस्कोप के ऊपर पोलारिस, नॉर्थ स्टार के चारों ओर स्टार ट्रेल्स व्हील। क्रेडिट: एथन ट्वीडी फोटोग्राफी

सुपरनोवा 2014C के पूर्वज एक बाइनरी स्टार थे, एक प्रणाली जिसमें दो सितारे एक दूसरे की परिक्रमा करते थे। अधिक विशाल तारा तेजी से विकसित हुआ, विस्तारित हुआ, और हाइड्रोजन के अपने बाहरी आवरण को साथी तारे से खो दिया। पहले तारे के आंतरिक कोर ने हल्के रासायनिक तत्वों को भारी में तब तक जलाना जारी रखा जब तक कि यह ईंधन से बाहर नहीं निकल गया। जब ऐसा हुआ, तो तारे के भारी भार को धारण करने वाले कोर से बाहरी दबाव समाप्त हो गया। एक बड़े विस्फोट को ट्रिगर करते हुए, तारे का कोर ढह गया।

यह इसे एक प्रकार का सुपरनोवा खगोलविद बनाता है जिसे “टाइप आईबी” कहते हैं। विशेष रूप से, टाइप आईबी सुपरनोवा को कम से कम पहले, उनके निकाले गए पदार्थ में कोई हाइड्रोजन नहीं दिखा रहा है।

“मुझे लगता है कि इस तरह के विज्ञान के बारे में वास्तव में अच्छा यह है कि हम उस उत्सर्जन को देख रहे हैं जो उस पदार्थ से आ रहा है जिसे सुपरनोवा के रूप में विस्फोट करने से पहले पूर्वज प्रणाली से हटा दिया गया है। और इसलिए यह एक तरह की टाइम मशीन बनाता है।” – बेंजामिन थॉमस

थॉमस और उनकी टीम उस वर्ष की खोज के बाद से मैकडॉनल्ड्स वेधशाला में दूरबीनों से एसएन 2014 सी का अनुसरण कर रहे हैं। दुनिया भर में कई अन्य टीमों ने भी जमीन पर और अंतरिक्ष में दूरबीनों के साथ और विभिन्न प्रकार के प्रकाश में इसका अध्ययन किया है, जिसमें जमीन-आधारित वेरी लार्ज एरे से रेडियो तरंगें, अवरक्त प्रकाश और अंतरिक्ष-आधारित से एक्स-रे शामिल हैं। चंद्र वेधशाला।

लेकिन सभी विभिन्न दूरबीनों से एसएन 2014 सी के अध्ययन ने एक समेकित तस्वीर में शामिल नहीं किया कि कैसे खगोलविदों ने सोचा था कि टाइप आईबी सुपरनोवा को व्यवहार करना चाहिए।

एक बात के लिए, हॉबी-एबर्ली टेलीस्कोप (HET) के ऑप्टिकल हस्ताक्षर से पता चलता है कि SN 2014C में हाइड्रोजन होता है – एक आश्चर्यजनक खोज जिसे एक अलग टेलीस्कोप का उपयोग करके किसी अन्य टीम द्वारा स्वतंत्र रूप से खोजा गया था।

“एक प्रकार के आईबी सुपरनोवा के लिए हाइड्रोजन दिखाना शुरू करना पूरी तरह से अजीब है,” थॉमस ने कहा। “बस कुछ ही घटनाएं हैं जिन्हें समान दिखाया गया है।”

दूसरी बात, उस हाइड्रोजन की ऑप्टिकल चमक (प्रकाश वक्र) अजीब व्यवहार कर रही थी। > एसएन 2014सी से अधिकांश प्रकाश वक्र – रेडियो, इन्फ्रारेड, और एक्स-रे – अपेक्षित पैटर्न का पालन करते हैं: वे उज्जवल हो गए, चरम पर पहुंच गए, और गिरना शुरू हो गए। लेकिन हाइड्रोजन से प्रकाशीय प्रकाश स्थिर रहा।

“जिस रहस्य से हमने मल्लयुद्ध किया है, वह यह है कि ‘हम हाइड्रोजन के हमारे टेक्सास एचईटी अवलोकनों और उसमें इसकी विशेषताओं को कैसे फिट करते हैं [Type Ib] तस्वीर? ‘, ”यूटी ऑस्टिन के प्रोफेसर और टीम के सदस्य जे। क्रेग व्हीलर ने कहा।

टीम ने महसूस किया कि समस्या यह थी कि इस प्रणाली के पिछले मॉडल ने मान लिया था कि सुपरनोवा में विस्फोट हो गया था और गोलाकार तरीके से अपनी शॉकवेव को बाहर भेज दिया था। एचईटी के आंकड़ों से पता चला कि यह परिकल्पना असंभव थी – कुछ और हुआ होगा।

“यह सिर्फ एक गोलाकार सममित चित्र में फिट नहीं होगा,” व्हीलर ने कहा।

टीम एक मॉडल का प्रस्ताव करती है जहां प्रजनन बाइनरी सिस्टम में दो सितारों के हाइड्रोजन लिफाफे “सामान्य-लिफाफा कॉन्फ़िगरेशन” बनाने के लिए विलय हो जाते हैं, जहां दोनों गैस के एक लिफाफे में निहित होते हैं। जोड़ी ने फिर उस लिफाफे को दो सितारों के आस-पास एक विस्तृत, डिस्क जैसी संरचना में निष्कासित कर दिया। जब तारों में से एक में विस्फोट हुआ, तो इसका तेज गति से चलने वाला इजेक्टा धीमी गति से चलने वाली डिस्क से टकरा गया, और डिस्क की सतह के साथ मध्यवर्ती वेग की “सीमा परत” पर भी फिसल गया। टीम का सुझाव है कि यह सीमा परत हाइड्रोजन की उत्पत्ति है जिसका उन्होंने पता लगाया और फिर एचईटी के साथ सात साल तक अध्ययन किया।

इस प्रकार एचईटी डेटा वह कुंजी निकला जिसने सुपरनोवा एसएन 2014सी के रहस्य को उजागर किया।

व्हीलर ने कहा, “व्यापक अर्थ में, यह सवाल कि बड़े पैमाने पर तारे अपना द्रव्यमान कैसे खो देते हैं, यह बड़ा वैज्ञानिक प्रश्न है।” “कितना द्रव्यमान? कहाँ है? इसे कब निकाला गया था? किस शारीरिक प्रक्रिया से? वे वृहद प्रश्न थे जिनका हम अध्ययन कर रहे थे।

व्हीलर ने कहा, “और 2014 सी वास्तव में एक महत्वपूर्ण एकल घटना बन गई जो प्रक्रिया को दर्शाती है।”

संदर्भ: बेंजामिन पी। थॉमस, जे। क्रेग व्हीलर, विक्रम वी। द्वारकादास, क्रिस्टोफर स्टॉकडेल, जोसेफ विंको, डेविड पोली, येरोंग जू, ग्रेग ज़ीमैन और द्वारा “एसएन 2014 सी के सात साल: एक असाधारण सुपरनोवा का एक बहु-तरंग दैर्ध्य संश्लेषण”। फिलिप मैकक्वीन, 27 अप्रैल 2022, द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल.
arXiv: 2203.12747

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