नासा के फर्मी टेलीस्कोप ने राक्षसी सुपरनोवा के स्रोत के रूप में मैग्नेटर का पता लगाया है

नासा के फर्मी गामा-रे टेलीस्कोप ने पहचान की है कि मैग्नेटर द्वारा संचालित सुपरल्यूमिनास सुपरनोवा का पहला पुष्ट संकेत क्या हो सकता है, जो असाधारण रूप से तीव्र चुंबकीय क्षेत्र वाला एक न्यूट्रॉन सितारा है। एसएन 2017ईजीएम नामक घटना, 440 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर हुई और ब्रह्मांड में सबसे चरम विस्फोटों में से एक को समझने में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करती है। एस्ट्रोनॉमी एंड एस्ट्रोफिजिक्स जर्नल में प्रकाशित यह खोज, फर्मी डेटा में गामा-किरण संकेतों की खोज के लगभग 2 दशकों को समाप्त करती है।

फ्रेंच नेशनल सेंटर फॉर साइंटिफिक रिसर्च (CNRS) और पेरिस-सैकले विश्वविद्यालय के फैबियो एसेरो के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने सुपरनोवा और मैग्नेटर के बीच संबंध की पुष्टि करने के लिए वर्षों के अवलोकन का विश्लेषण किया। यह खोज इस प्रकृति का पहला निश्चित पता लगाने का प्रतीक है, हालांकि शोधकर्ताओं ने पिछली खोजों के दौरान पिछले सुरागों की सूचना दी थी।

सुपरल्यूमिनस सुपरनोवा में विस्फोट तंत्र

कोर-पतन सुपरनोवा तब होता है जब एक विशाल तारे के कोर को बनाए रखने के लिए आवश्यक ईंधन खत्म हो जाता है। इस ऊर्जा स्रोत के बिना, गुरुत्वाकर्षण के कारण कोर ढह जाता है और एक हिंसक विस्फोट हो जाता है। स्थितियों के आधार पर, पतन एक न्यूट्रॉन तारे या एक ब्लैक होल को पीछे छोड़ सकता है, जबकि बाकी तारे को अत्यधिक गर्म गैस के एक विस्तारित बादल के रूप में अंतरिक्ष में फेंक दिया जाता है।

पिछले 20 वर्षों में, खगोलविदों ने लगभग 400 असामान्य रूप से शक्तिशाली उदाहरणों की पहचान की है जिन्हें सुपरल्यूमिनस सुपरनोवा कहा जाता है। ये दुर्लभ विस्फोट सामान्य सुपरनोवा की तुलना में दृश्य प्रकाश में कम से कम 10 गुना अधिक चमक सकते हैं। एसएन 2017ईजीएम, 2017 में देखा गया, उरसा मेजर तारामंडल में आकाशगंगा एनजीसी 3191 में विस्फोट हुआ। 440 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर होने पर भी, यह पृथ्वी के अब तक देखे गए सबसे निकटतम सुपरल्यूमिनास सुपरनोवा में से एक है।

2024 में, चीन के हेफ़ेई में अनहुई विश्वविद्यालय में ली शांग के नेतृत्व में शोधकर्ताओं ने सुझाव दिया कि फ़र्मी वाइड एरिया टेलीस्कोप प्रारंभिक विस्फोट के वर्षों बाद इस घटना से गामा किरणों का पता लगा सकता है। इस अवलोकन ने उपकरण द्वारा उसके संचालन के दौरान संचित डेटा के गहन विश्लेषण का मार्ग प्रशस्त किया।

मैग्नेटर्स: अत्यधिक ब्रह्मांडीय इंजन

वैज्ञानिकों ने लंबे समय से इस बात पर बहस की है कि अति चमकदार सुपरनोवा को उनकी असाधारण चमक क्या देती है। मुख्य व्याख्याओं में से एक में ब्रह्माण्ड में ज्ञात सबसे मजबूत चुंबकीय क्षेत्र वाले मैग्नेटर, न्यूट्रॉन तारे शामिल हैं। उनका चुंबकीय क्षेत्र आम न्यूट्रॉन सितारों की तुलना में 1,000 गुना अधिक तीव्र हो सकता है, जो रेफ्रिजरेटर चुंबक की तुलना में लगभग 10 ट्रिलियन गुना अधिक तक पहुंच सकता है।

अनुसंधान में एसएन 2017ईजीएम से दृश्य प्रकाश और गामा-किरण संकेतों दोनों का विस्तृत विश्लेषण शामिल था। डेटा की तुलना अंतरराष्ट्रीय सहयोगियों द्वारा विकसित विभिन्न सैद्धांतिक मॉडलों से की गई। एस्टोनिया में टार्टू विश्वविद्यालय के इंद्रेक वर्म और न्यूयॉर्क में कोलंबिया विश्वविद्यालय के ब्रायन मेट्ज़गर द्वारा बनाए गए एक विशिष्ट मॉडल ने जांच की कि नवगठित मैग्नेटर से विकिरण और कण विस्तारित सुपरनोवा मलबे के माध्यम से कैसे चलते हैं।

शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि एक नवगठित मैग्नेटर हर सेकंड कई सौ बार घूम सकता है। यह अविश्वसनीय गति इलेक्ट्रॉनों और पॉज़िट्रॉन का एक शक्तिशाली प्रवाह उत्पन्न करती है, जो इलेक्ट्रॉनों के एंटीमैटर संस्करण हैं। साथ में, ये कण उच्च-ऊर्जा सामग्री का एक विशाल बादल बनाते हैं जिसे मैग्नेटर पवन निहारिका के रूप में जाना जाता है।

गामा किरण उत्पादन और विकिरण पलायन प्रक्रियाएँ

इस निहारिका के भीतर, कणों की परस्पर क्रिया कई तरीकों से गामा किरणें उत्पन्न कर सकती है। इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन टकरा सकते हैं और गामा-किरण फोटॉन में बदल सकते हैं, जबकि गामा किरणें स्वयं टकरा सकती हैं और नए कण बना सकती हैं। जैसे-जैसे ये अंतःक्रियाएँ जारी रहती हैं, अधिकांश गामा-किरण ऊर्जा सुपरनोवा मलबे के भीतर फंस जाती है और कम-ऊर्जा दृश्य प्रकाश में परिवर्तित हो जाती है, जिससे विस्फोट को असाधारण रूप से उज्ज्वल बनाने में मदद मिलती है।

एसेरो के अनुसार, पतन के लगभग 3 महीने बाद, जैसे ही सुपरनोवा का मलबा फैलता है और ठंडा होता है, गामा किरणें अंतरिक्ष में लीक होने लगती हैं। मैग्नेटर मॉडल पहले कुछ महीनों के दौरान सुपरनोवा की चमक और उसकी गामा किरणों के आगमन के समय को सबसे अच्छी तरह से पुन: पेश करता है। हालाँकि, शोधकर्ताओं को बाद के समय में सुधार की गुंजाइश दिखती है, जब दृश्य प्रकाश काफी अनियमित रूप से गायब हो जाता है।

नतीजे बताते हैं कि चमक में लंबे समय तक गिरावट के दौरान अतिरिक्त प्रक्रियाओं ने सुपरनोवा को प्रभावित किया होगा। इनमें मैग्नेटर की ओर वापस गिरने वाली सामग्री और विस्फोट से सदियों पहले तारे द्वारा उत्सर्जित विस्तारित शॉक तरंग और पदार्थ के बीच टकराव शामिल हो सकता है।

भविष्य की टिप्पणियाँ और अंतर्राष्ट्रीय सहयोग

गुइल्म मार्टी-डेवेसा, जो पहले इटली के ट्राइस्टे विश्वविद्यालय में एक शोधकर्ता थे और अब स्पेन के बार्सिलोना में अंतरिक्ष विज्ञान संस्थान में एक शोधकर्ता हैं, ने फर्मी मिशन के पहले 16 वर्षों के दौरान देखे गए 6 निकटतम सुपरल्यूमिनस सुपरनोवा के लिए गामा-किरण खोज का समन्वय किया। केवल एसएन 2017ईजीएम ने गामा किरणों के साक्ष्य दिखाए, जो पिछले सुझावों की पुष्टि करते हैं कि कुछ सुपरनोवा गामा किरणों में दृश्य प्रकाश की तरह ही चमकदार हो सकते हैं।

अध्ययन ने पता लगाया कि क्या भविष्य की वेधशालाएं इसी तरह की घटनाओं का पता लगा सकती हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि आगामी सेरेनकोव टेलीस्कोप ऐरे वेधशाला को लगभग 50 घंटे के अवलोकन समय के साथ लगभग 500 मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर एसएन 2017ईजीएम जैसे सुपरनोवा को देखने में सक्षम होना चाहिए।

• पता लगाने की क्षमता: अगली पीढ़ी की दूरबीन अधिक दूरी पर सुपरनोवा का पता लगाएगी
• चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता: चुम्बकों का क्षेत्र नियमित चुम्बकों की तुलना में 10 ट्रिलियन गुना अधिक मजबूत होता है
• सापेक्ष चमक: सुपरल्यूमिनस सुपरनोवा सामान्य सुपरनोवा की तुलना में 10 गुना अधिक चमकीला होता है
• अध्ययन काल: विश्लेषण में फर्मी के संचालन के पहले 16 वर्षों को कवर किया गया
• पिछली खोजें: निकटवर्ती 6 सुपरनोवा में से केवल 1 ने पुष्टिकृत गामा-किरण संकेत दिखाए

फर्मी मिशन नासा की वेधशालाओं के नेटवर्क का हिस्सा है जो ब्रह्मांड में बदलती घटनाओं को ट्रैक करने और वैज्ञानिकों को बेहतर ढंग से समझने में मदद करने के लिए डिज़ाइन किया गया है कि ब्रह्मांडीय घटनाएं कैसे काम करती हैं। भू-आधारित वेधशालाओं और नासा अंतरिक्ष दूरबीनों के बीच भविष्य के सहयोग से इन हिंसक तारकीय विस्फोटों और उनके भीतर छिपी चरम वस्तुओं के बारे में और भी अधिक पता चलेगा।

मैरीलैंड के ग्रीनबेल्ट में नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर में फर्मी परियोजना के उप मुख्य वैज्ञानिक जूडी राकुसिन का कहना है कि अध्ययन में वर्णित मैग्नेटर कोर इंजन तंत्र पिछले 20 वर्षों में मैग्नेटर्स में कई अवलोकन और सैद्धांतिक प्रगति पर आधारित है। सुपरनोवा से गामा किरणों का अवलोकन उनके आंतरिक तंत्र का पता लगाने और ब्रह्मांड की इन चरम अभिव्यक्तियों के बारे में ज्ञान का विस्तार करने का एक नया तरीका प्रदान करेगा।