खगोलशास्त्रज्ञ अवकाश विलीनीकरणाच्या घटनेचे विश्लेषण करतात ज्यामुळे ब्लॅक होलमधील चंद्रांची पुष्टी होते

S251112cm म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या पहिल्या प्रकारच्या गुरुत्वाकर्षण लहरी सिग्नलच्या शोधामुळे चंद्रासारख्या वस्तू विश्वाच्या घनदाट प्रदेशात कृष्णविवर आणि न्यूट्रॉन ताऱ्यांची प्रदक्षिणा घालू शकतील अशी शक्यता निर्माण झाली आहे. 2025 च्या उत्तरार्धात आंतरराष्ट्रीय LIGO-Virgo-KAGRA सहकार्याने हा कार्यक्रम नोंदवला गेला, जो अत्यंत कमी वस्तुमान असलेल्या वस्तूचे विलीनीकरण अधिक मोठ्या साथीदारासह सूचित करतो. तांत्रिक विश्लेषण असे सूचित करते की हा “चंद्र” न्यूट्रॉन ताऱ्याच्या पदार्थाने बनलेला असेल, हिंसक हेड-ऑन टक्कर किंवा मूळ ताऱ्यांच्या नाशाचा परिणाम असेल. पृथ्वीपासून अंदाजे 300 दशलक्ष प्रकाश-वर्षांवर स्थित, ही घटना ग्लोब्युलर क्लस्टर्समधील बायनरी सिस्टमच्या उत्क्रांतीच्या अभ्यासाच्या नवीन आघाड्या उघडते.

• ग्लोब्युलर क्लस्टर्समधील थ्री-बॉडी सिस्टम न्यूट्रॉन ताऱ्यांमधील दुर्मिळ टक्करांना अनुकूल करतात.
• सापडलेल्या लहान वस्तूचे वस्तुमान प्रामुख्याने 0.1 आणि 0.87 सौर वस्तुमानाच्या श्रेणीमध्ये असते.
• स्थिर न्यूट्रॉन तारे सूर्याच्या वस्तुमानाच्या ०.०९ पट कमीत कमी वस्तुमानासह अस्तित्वात असू शकतात.
• बायनरी सिस्टीमच्या मुख्य ऑब्जेक्टमध्ये अंदाजे 1 ते 3.5 सौर वस्तुमान आहे.

ग्लोब्युलर क्लस्टर्समध्ये निर्मितीची गतिशीलता

गोलाकार क्लस्टर्स म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या दाट स्टार क्लस्टर्सचे कॉन्फिगरेशन या अलीकडेच आढळलेल्या विदेशी प्रणालींच्या उत्पत्तीमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते. या प्रदेशांमध्ये, सुमारे दशलक्ष तारे गुरुत्वाकर्षणाने परस्परसंवाद करतात, ज्यामुळे कृष्णविवर आणि न्यूट्रॉन तारे यांसारखे प्रचंड अवशेष केंद्राकडे स्थलांतरित होतात. ही हालचाल जड निलंबित धुळीचे कण वेगळे करणे, कमी जागेत घनदाट वस्तू एकाग्र करणे आणि जवळच्या चकमकीची शक्यता तीव्रपणे वाढवण्याशी तुलना करता येते.

या क्लस्टर्सच्या मध्यभागी, न्यूट्रॉन ताऱ्यांची लोकसंख्या घनता मुबलक आहे, बहुतेकदा ते स्वतःला पल्सर किंवा क्ष-किरण स्त्रोत म्हणून प्रकट करतात. या अवशेषांची घनता अणु केंद्रकाच्या तुलनेत घनता आहे, फक्त 12 किलोमीटर व्यासामध्ये सौर वस्तुमानाच्या दुप्पट पर्यंत केंद्रित आहे. जेव्हा या वस्तू जवळ येतात तेव्हा ते स्थिर बायनरी जोड्या किंवा गतिकदृष्ट्या अस्थिर तिहेरी प्रणाली तयार करू शकतात ज्याचा परिणाम आपत्तीजनक विलीनीकरण किंवा वस्तुमान बाहेर काढण्याच्या घटनांमध्ये होतो.

न्यूट्रॉन चंद्र निर्मिती यंत्रणा

न्यूट्रॉन पदार्थापासून बनलेल्या चंद्राच्या निर्मितीची गृहीतके ही अब्जावधी वर्षांपूर्वी पृथ्वीच्या चंद्राला जन्म देणाऱ्या प्रक्रियेसारखी आहे. त्या काळात, प्रोटोप्लॅनेट थिया आणि प्रोटो-पृथ्वी यांच्यातील एक मोठा प्रभाव आपल्या ग्रहाच्या कक्षेत जमा झालेला मलबा बाहेर पडला. अत्यंत खगोलभौतिकीय वातावरणात, दोन न्यूट्रॉन ताऱ्यांची समोरासमोरची टक्कर असाच प्रभाव निर्माण करू शकते, जिथे बहुतेक वस्तुमान मध्यवर्ती कृष्णविवर बनवते तर एक अंश बाहेर काढला जातो.

या बाहेर काढलेल्या ढिगाऱ्यात त्याच्या स्वत:च्या गुरुत्वाकर्षणाखाली एकत्र गुंफण्याची क्षमता आहे, ज्यामुळे नवीन मध्यवर्ती वस्तूभोवती फिरणारा कमी वस्तुमानाचा उपग्रह तयार होतो. सैद्धांतिक मॉडेल पुष्टी करतात की न्यूट्रॉन ताऱ्यांसाठी समतोल कॉन्फिगरेशन कमी झालेल्या सबसोलर वस्तुमानावरही स्थिर राहतात. वैकल्पिकरित्या, एकाच मोठ्या पूर्वज ताऱ्याचा कोर कोसळल्याने एक भंगार डिस्क तयार होऊ शकते जी चंद्रामध्ये घनरूप होते, एक असमान बायनरी प्रणाली स्थापित करते.

कार्यक्रमाचे तांत्रिक तपशील S251112cm

S251112cm नावाचा गुरुत्वीय लहरी सिग्नल त्याच्या कमी खोट्या अलार्म दरामुळे उच्च स्तरीय सांख्यिकीय विश्वासार्हतेसह नोंदवला गेला. अंदाज दर्शवितात की या वैशिष्ट्यांसह घटना नैसर्गिकरित्या दर 6.2 वर्षांनी एकदाच घडते, जे शोधण्याच्या वास्तविक स्वरूपाला बळकटी देते. गुरुत्वाकर्षण सिग्नलची अचूकता असूनही, प्रकाश किंवा किरणोत्सर्ग यासारख्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक समकक्षांच्या शोधांचे आजपर्यंत सकारात्मक परिणाम मिळालेले नाहीत.

स्त्रोताच्या किलबिलाट वस्तुमानाचे विश्लेषण, 99% आत्मविश्वासाने, अंतिम टक्करमध्ये भाग घेणाऱ्या सबसोलर-वस्तुमानाची उपस्थिती दर्शवते. हा डेटा महत्त्वपूर्ण आहे, कारण ते सूचित करते की लहान घटक पारंपारिक पूर्ण-वस्तुमान न्यूट्रॉन तारा नसून एक लहान तुकडा होता. परस्परसंवादाचा परिणाम गुरुत्वाकर्षण लहरींच्या उत्सर्जनात झाला ज्यामुळे चंद्राची कक्षा त्याच्या साथीदार ब्लॅक होल किंवा न्यूट्रॉन ताऱ्यामध्ये पूर्ण विलीन होईपर्यंत कमी झाली.

अवकाशीय स्त्रोताचे अंतर आणि स्थान

सिग्नलचा स्त्रोत स्थानिक विश्वामध्ये सुमारे 93 मेगापार्सेकच्या प्रकाशमान अंतरावर स्थित आहे, जे 300 दशलक्ष प्रकाश वर्षांच्या समतुल्य आहे. या सापेक्ष समीपतेमुळे पृथ्वीवरील इंटरफेरोमेट्री उपकरणांना वस्तुमान डेटा काढण्यासाठी स्पष्टपणे स्पेसटाइममधील तरंग कॅप्चर करण्यास अनुमती दिली. दृश्यमान प्रकाशाची अनुपस्थिती सूचित करते की प्रणाली दाट वातावरणात विसर्जित केली जाऊ शकते जी किरणोत्सर्ग रोखते किंवा विलीनीकरणाने शोधण्यायोग्य किलोनोव्हा स्फोट निर्माण केला नाही.

या प्रणालींच्या कालावधीवरील अभ्यासावरून असे दिसून येते की ब्लॅक होल चंद्राचे जीवनकाळ सुरुवातीच्या विभक्ततेवर आणि त्यात समाविष्ट असलेल्या वस्तुमानांवर अवलंबून असते. गुरुत्वाकर्षण किरणोत्सर्गाच्या सतत उत्सर्जनामुळे, उपग्रह अपरिवर्तनीयपणे कक्षीय उर्जा गमावतो, खालच्या दिशेने मध्यभागी येतो. S251112cm या घटनेची नोंद प्राथमिक वस्तूद्वारे चंद्राच्या संपूर्ण शोषणापूर्वी या प्रक्रियेचे अंतिम क्षण अचूकपणे कॅप्चर करते.

टक्कर प्रक्रिया आणि कक्षीय उत्क्रांती

या विदेशी उपग्रहांना नियंत्रित करणारी ऑर्बिटल डायनॅमिक्स सामान्य सापेक्षतेच्या नियमांद्वारे निर्धारित केली जाते, जेथे हलणारे वस्तुमान स्पेस-टाइमच्या फॅब्रिकला गती देते. पृथ्वीच्या चंद्राच्या विपरीत, जो भरती-ओहोटीमुळे हळूहळू दूर जातो, न्यूट्रॉन चंद्र लहरी उर्जा कमी झाल्यामुळे त्याच्या यजमानाशी टक्कर देण्यास नशिबात आहे. कृष्णविवराच्या जवळ असलेल्या कक्षेतील कोणत्याही कॉम्पॅक्ट ऑब्जेक्टसाठी हे भाग्य अपरिहार्य आहे, परिणामी पृथ्वी-आधारित सेन्सर्सद्वारे एक वैशिष्ट्यपूर्ण सिग्नल उचलला जातो.

अशा कमी वस्तुमानाचे निरीक्षण कॉसमॉसमधील कॉम्पॅक्ट वस्तूंच्या वितरणाविषयी काही गृहितकांना आव्हान देते आणि हेड-ऑन टक्कर विषयी सिद्धांत प्रमाणित करते. हा शोध घेण्यापूर्वी, बहुतेक रेकॉर्ड केलेल्या घटनांमध्ये समान वस्तुमानाच्या वस्तूंचा समावेश होता, जसे की दोन कृष्णविवर किंवा दोन प्रचंड न्यूट्रॉन तारे. सबसोलर उपग्रहाचे अस्तित्व पुष्टी करते की नवीन गुरुत्वीय लहरी खगोलशास्त्राद्वारे दाट पदार्थांचे विखंडन ही एक संभाव्य आणि निरीक्षणीय घटना आहे.

तारकीय मोडतोडची भौतिक वैशिष्ट्ये

• न्यूट्रॉन पदार्थ कमी प्रमाणात आणि कमी वस्तुमानातही अत्यंत घनता राखते.
• या सबसोलर ऑब्जेक्ट्सचा वैशिष्ट्यपूर्ण आकार मानक ताऱ्याच्या 12 किलोमीटरपेक्षा कमी असू शकतो.
• गुरुत्वाकर्षण संकुचित होण्याविरूद्ध न्यूट्रॉन अध:पतन दाबाने संरचनात्मक स्थिरता राखली जाते.
• टक्करांमुळे निर्माण होणारे तुकडे विलीन होण्यापूर्वी लाखो वर्षे वस्तुमानाच्या केंद्राभोवती फिरू शकतात.

सबसोलर मास निरीक्षणांचे भविष्य

S251112cm सारख्या उमेदवारांची ओळख वैज्ञानिक समुदायाला कमी-मोठेपणाच्या सिग्नलसाठी शोध अल्गोरिदम सुधारण्यासाठी प्रेरित करते. LIGO आणि Virgo वेधशाळांमध्ये भविष्यातील सुधारणांमुळे आणखी दूरच्या घटना किंवा लहान वस्तुमान असलेल्या घटना शोधणे शक्य होईल अशी अपेक्षा आहे. या प्रणाली समजून घेतल्याने ग्लोब्युलर क्लस्टर्समधील टक्करांचा इतिहास आणि अत्यंत गुरुत्वाकर्षण परिस्थितीत अति-दाट पदार्थांचे भौतिकशास्त्र पुनर्रचना करण्यात मदत होते.

सबसोलर ऑब्जेक्टचा प्रत्येक नवीन शोध आण्विक पदार्थाच्या स्थितीच्या समीकरणावर डेटा प्रदान करतो, ते प्रचंड दबावाखाली कसे वागते हे उघड करते. ब्रह्मांडात कृष्णविवराचे चंद्र मुबलक प्रमाणात अस्तित्वात असण्याची शक्यता कॉम्पॅक्ट वस्तूंच्या बायनरी सिस्टीमचे शास्त्रीय दृश्य बदलते. न्यूट्रॉन चंद्राची निर्मिती हिंसक तारकीय चकमकींचे एक सामान्य उपउत्पादन आहे की नाही हे निर्धारित करण्यासाठी विज्ञान आता आणखी समान घटनांची सूची बनवण्याचा प्रयत्न करते.