यह अंतरिक्ष की सभी घटनाओं में सबसे तीव्र और हिंसक है - एक सुपरनोवा। परिष्कृत कंप्यूटर सिमुलेशन के उपयोग के माध्यम से, वे तीन आयामी मॉडल बनाने में सक्षम हुए हैं जो शारीरिक प्रभाव दिखाते हैं - तीव्र और हिंसक गति जो तब होती है जब तारकीय पदार्थ अंदर की ओर खींचा जाता है। यह डायनामिक्स में एक साहसिक, नया रूप है, जो तब होता है जब कोई तारा विस्फोट करता है।
जैसा कि हम जानते हैं कि जिन सितारों का सूर्य के द्रव्यमान से आठ से दस गुना अधिक होता है, उनका जीवन एक बड़े विस्फोट में समाप्त हो जाता है, गैसों को अविश्वसनीय बल के साथ अंतरिक्ष में उड़ा दिया जाता है। ये प्रलयकारी घटनाएँ ब्रह्मांड की सबसे चमकीली और सबसे शक्तिशाली घटनाओं में से एक हैं और ये होने पर एक आकाशगंगा को चीर सकती हैं। यह बहुत ही प्रक्रिया है जो तत्वों को जीवन के लिए महत्वपूर्ण बनाता है जैसा कि हम जानते हैं - और न्यूट्रॉन सितारों की शुरुआत।
न्यूट्रॉन तारे अपने आप में एक रहस्य हैं। ये अत्यधिक कॉम्पैक्ट स्टेलर अवशेष सूर्य के द्रव्यमान के 1.5 गुना अधिक हैं, फिर भी एक शहर के आकार के लिए संकुचित हैं। यह एक धीमी निचोड़ नहीं है। यह संपीड़न तब होता है जब स्टेलर कोर अपने द्रव्यमान के गहन गुरुत्वाकर्षण से फैलता है ... और यह केवल एक सेकंड का एक अंश लेता है। क्या कुछ भी इसे रोक सकता है? हाँ। इसकी एक सीमा है। जब परमाणु नाभिक का घनत्व पार हो जाता है, तो पतन बंद हो जाता है। यह लगभग 300 मिलियन टन के बराबर है जो एक चीनी क्यूब के आकार में कुछ में संकुचित है।
न्यूट्रॉन सितारों का अध्ययन करने से सवालों का एक नया आयाम खुल जाता है जिसका जवाब देने के लिए वैज्ञानिक उत्सुक हैं। वे जानना चाहते हैं कि तारकीय व्यवधान क्या होता है और एक विस्फोट में तारकीय कोर का प्रत्यारोपण कैसे हो सकता है। वर्तमान में, वे सिद्धांत देते हैं कि न्यूट्रिनो एक महत्वपूर्ण कारक हो सकता है। इन छोटे तात्विक कणों को सुपरनोवा प्रक्रिया के दौरान स्मारकीय संख्याओं में बनाया और निष्कासित किया जाता है और यह विस्फोट को प्रज्वलित करने वाले ताप तत्वों के रूप में बहुत अच्छी तरह से कार्य कर सकता है। अनुसंधान दल के अनुसार, न्यूट्रिनों तारकीय गैस में ऊर्जा प्रदान कर सकते हैं, जिससे यह दबाव बन सकता है। वहां से, एक सदमे की लहर बनाई जाती है और जैसे ही यह तेज होती है, यह तारे को बाधित कर सकती है और एक सुपरनोवा का कारण बन सकती है।
जैसा कि यह ध्वनि हो सकता है, खगोलविदों को यह सुनिश्चित नहीं है कि यह सिद्धांत काम कर सकता है या नहीं। क्योंकि एक सुपरनोवा की प्रक्रियाओं को प्रयोगशाला स्थितियों के तहत दोबारा नहीं बनाया जा सकता है और हम सीधे सुपरनोवा के इंटीरियर में देखने में सक्षम नहीं हैं, हमें बस कंप्यूटर सिमुलेशन पर निर्भर रहना होगा। अभी, शोधकर्ताओं ने जटिल गणितीय समीकरणों के साथ एक सुपरनोवा घटना को फिर से बनाने में सक्षम हैं जो तारकीय गैस की गति और कोर पतन के महत्वपूर्ण क्षण में होने वाले भौतिक गुणों को दोहराते हैं। इस प्रकार की गणनाओं के लिए दुनिया के कुछ सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटरों के उपयोग की आवश्यकता होती है, लेकिन समान परिणाम प्राप्त करने के लिए अधिक सरलीकृत मॉडल का उपयोग करना भी संभव हो गया है। "अगर, उदाहरण के लिए, न्यूट्रिनो के महत्वपूर्ण प्रभावों को कुछ विस्तृत उपचार में शामिल किया गया था, तो कंप्यूटर सिमुलेशन केवल दो आयामों में किया जा सकता है, जिसका अर्थ है कि मॉडल में स्टार को एक अक्ष के चारों ओर एक कृत्रिम घूर्णी समरूपता के लिए माना गया था।" रिसर्च टीम का कहना है।
रेचनजेंट्रम गारचिंग (RZG) के समर्थन से, वैज्ञानिक एक विलक्षण रूप से कुशल और तेज़ कंप्यूटर प्रोग्राम बनाने में सक्षम थे। उन्हें सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटर तक भी पहुंच दी गई और लगभग 150 मिलियन प्रोसेसर घंटे का कंप्यूटर टाइम अवार्ड दिया गया, जो कि यूरोपियन यूनियन की पहल (यूरोप में उन्नत कंप्यूटिंग के लिए साझेदारी) (PRACE) द्वारा दी गई अब तक की सबसे बड़ी टुकड़ी है। गार्चिंग में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स (एमपीए) के शोधकर्ताओं की टीम पहली बार तीन आयामों में तारों के ढहने की प्रक्रिया का अनुकरण कर सकती है और सभी प्रासंगिक भौतिकी के परिष्कृत विवरण के साथ।
पीएचडी के छात्र फ्लोरियन हैंके का कहना है, "इस उद्देश्य के लिए हमने लगभग 16,000 प्रोसेसर कोर का उपयोग समानांतर मोड में किया, लेकिन अभी भी एक मॉडल रन में लगभग 4.5 महीने लगे।" यूरोप में केवल दो कंप्यूटिंग केंद्र इतने लंबे समय तक पर्याप्त रूप से शक्तिशाली मशीनें प्रदान करने में सक्षम थे, अर्थात् Cès में Très Grand Center de कैल्क्युलेशन (TGCC) du CEA पेरिस के पास और सुपरमुक में म्यूनिख / गार्चिंग में लीबनिज-रेचेंज़्रम (LRZ) में।
सिमुलेशन डेटा के कई हजार बिलियन बाइट्स को देखते हुए, शोधकर्ताओं ने अपने मॉडल के निहितार्थ को पूरी तरह से समझने से पहले कुछ समय लिया। हालांकि, उन्होंने दोनों को क्या देखा और उन्हें चौंका दिया। स्टेलर गैस ने साधारण संवहन की तरह बहुत ही शानदार तरीके से प्रदर्शन किया, जिसमें न्युट्रीनो हीटिंग प्रक्रिया को संचालित करता है। और यह सब नहीं है ... उन्हें मजबूत स्लोसहिंग गतियों का भी पता चला है जो क्षणिक रूप से घूर्णी गतियों में बदलते हैं। इस व्यवहार को पहले देखा गया है और स्थायी प्रत्यावर्तन शॉक अस्थिरता का नाम दिया गया है। समाचार विज्ञप्ति के अनुसार, "यह शब्द इस तथ्य को व्यक्त करता है कि सुपरनोवा शॉक वेव की प्रारंभिक गोलाकार सीमा अनायास टूटी हुई है, क्योंकि यह आघात शुरू में बड़े, आयाम विकसित करता है, शुरुआत में छोटे, यादृच्छिक बीज गड़बड़ी के दोलन विकास द्वारा विषमता को स्पंदित करता है। हालांकि, अब तक, यह केवल सरलीकृत और अपूर्ण मॉडल सिमुलेशन में पाया गया था। "
रिसर्च टीम के प्रमुख हंस-थॉमस जंका बताते हैं, "पेरिस के पास सेवा डी 'एस्ट्रोफिज़िक डेस सीईए-सैकले में मेरे सहयोगी थियरी फ़्लिज़ो ने इस स्थिति की विकास स्थितियों की एक विस्तृत समझ प्राप्त की है।" "उन्होंने एक प्रयोग का निर्माण किया है, जिसमें एक परिपत्र जल प्रवाह में एक हाइड्रोलिक कूद सुपरनोवा कोर के ढहते हुए मामले में शॉक फ्रंट के करीब सादृश्य में स्पंदनात्मक विषमता प्रदर्शित करता है।" शॉक अस्थिरता के उथले पानी के एनालॉग के रूप में जाना जाता है, न्युट्रीनो हीटिंग के महत्वपूर्ण प्रभावों को समाप्त करके कम तकनीकीीकृत शिष्टाचार में गतिशील प्रक्रिया का प्रदर्शन किया जा सकता है - एक कारण जो कई खगोलविदों को संदेह करता है कि तारों के टूटने से इस प्रकार की अस्थिरता होती है। हालाँकि, नए कंप्यूटर मॉडल स्टैंडिंग एक्सेशन को प्रदर्शित करने में सक्षम हैं शॉक अस्थिरता एक महत्वपूर्ण कारक है।
“यह न केवल सुपरनोवा कोर में बड़े पैमाने पर गति को नियंत्रित करता है, बल्कि यह न्यूट्रिनो और गुरुत्वाकर्षण-तरंग उत्सर्जन पर विशेषता हस्ताक्षर भी करता है, जो भविष्य के गैलेक्टिक सुपरनोवा के लिए औसत दर्जे का होगा। इसके अलावा, यह तारकीय विस्फोट के मजबूत विषमता को जन्म दे सकता है, जिसके परिणामस्वरूप नवगठित न्यूट्रॉन स्टार को एक बड़ा किक और स्पिन मिलेगा ", टीम के सदस्य बर्नहार्ड मुलर को सुपरनोवा कोर में इस तरह की गतिशील प्रक्रियाओं के सबसे महत्वपूर्ण परिणामों का वर्णन करता है।
क्या हम सुपरनोवा अनुसंधान के साथ समाप्त हो गए हैं? क्या हम समझते हैं कि न्यूट्रॉन सितारों के बारे में सब कुछ पता है? मुश्किल से नहीं। वर्तमान समय में, वैज्ञानिक एसएएसआई से जुड़े औसत दर्जे के प्रभावों की अपनी जांच को आगे बढ़ाने के लिए तैयार हैं और संबंधित संकेतों की अपनी भविष्यवाणियों को परिष्कृत करते हैं। भविष्य में वे और अधिक और लंबे समय तक अनुकरण करके अपनी समझ को आगे बढ़ाएंगे कि कैसे अस्थिरता और न्यूट्रिनो हीटिंग एक साथ प्रतिक्रिया करते हैं। शायद एक दिन वे इस रिश्ते को ट्रिगर दिखाने में सक्षम होंगे जो एक सुपरनोवा विस्फोट को प्रज्वलित करता है और एक न्यूट्रॉन स्टार की कल्पना करता है।
मूल कहानी स्रोत: एस्ट्रोफिजिक्स समाचार रिलीज के लिए मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट.
