खगोलविदों का मानना था कि सभी प्रकार 1 ए सुपरनोवा अनिवार्य रूप से समान चमक थे। यह एक समस्या है, क्योंकि इस तरह के सुपरनोवा का उपयोग मानक मोमबत्तियों के रूप में किया जाता है, ताकि पूरे ब्रह्मांड में दूरी निर्धारित की जा सके। हाल ही में, इन सुपरनोवा का उपयोग रहस्यमय ऊर्जा नामक रहस्यमय बल की गणना करने के लिए किया गया है जो ब्रह्मांड के विस्तार में तेजी ला रहा है।
सुपरनोवा लिगेसी सर्वे (एसएनएलएस) से जुड़े वैज्ञानिकों के एक समूह ने चौंकाने वाले सबूत पाए हैं कि एक प्रकार के टाइप Ia सुपरनोवा, विस्फोट सितारों का एक वर्ग है जो अब तक सभी महत्वपूर्ण मामलों में अनिवार्य रूप से एक समान माना जाता रहा है। सुपरनोवा एसएनएलएस -03 डी 3 बी सबसे टाइप आईए सुपरनोवा की तुलना में दोगुने से अधिक उज्ज्वल है, लेकिन इसमें गतिज ऊर्जा बहुत कम है, और एक विशिष्ट प्रकार के आईए के रूप में आधे से फिर बड़े पैमाने पर प्रतीत होता है।
रिपोर्ट के प्रमुख लेखकों, जो प्रकृति के 21 सितंबर के अंक में दिखाई देते हैं, में एंड्रयू होवेल, लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी में भौतिकी विभाग के पूर्व और अब टोरंटो विश्वविद्यालय में, और बर्कले लैब के कम्प्यूटेशनल अनुसंधान के साथ एक खगोल भौतिकीविद् पीटर नुगेंट शामिल हैं। विभाजन। अन्य प्रमुख लेखकों में टोरंटो विश्वविद्यालय के मार्क सुलिवन और कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के रिचर्ड एलिस हैं। ये और नेचर पेपर के कई अन्य लेखक बर्कले लैब में स्थित सुपरनोवा कॉस्मोलॉजी प्रोजेक्ट के सदस्य हैं।
क्योंकि अब तक पाए गए लगभग सभी प्रकार Ia सुपरनोवा न केवल उल्लेखनीय रूप से उज्ज्वल हैं, बल्कि उनकी चमक में उल्लेखनीय रूप से समान हैं, उन्हें ब्रह्मांड की दूरी पर माप के लिए सबसे अच्छा खगोलीय "मानक मोमबत्तियाँ" माना जाता है। 1998 में, कई दूर के प्रकार Ia सुपरनोवा के अवलोकन के बाद, सुपरनोवा कॉस्मोलॉजी प्रोजेक्ट और प्रतिद्वंद्वी हाई-जेड सुपरनोवा सर्च टीम ने अपनी खोज की घोषणा की कि ब्रह्मांड का विस्तार तेज हो रहा है - एक खोज जो जल्द ही अंधेरे नामक अज्ञात चीज के लिए जिम्मेदार होगी। ऊर्जा, जो ब्रह्मांड को भरती है और पदार्थ के पारस्परिक गुरुत्वाकर्षण आकर्षण का विरोध करती है।
"प्रकार Ia सुपरनोवा को विश्वसनीय दूरी संकेतक माना जाता है, क्योंकि उनके पास ईंधन की एक मानक मात्रा है - एक सफेद बौने स्टार में कार्बन और ऑक्सीजन - और उनके पास एक समान ट्रिगर है," नुगेंट कहते हैं। चंद्रशेखर के पास सफेद बौने का द्रव्यमान है, जो हमारे सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 1.4 गुना है। तथ्य यह है कि SNLS-03D3bb उस पंडोरा के बॉक्स को खोलने के बड़े पैमाने पर अच्छी तरह से खत्म हो गया है। ”
क्यों अधिकांश प्रकार Ia सुपरनोवा समान हैं
सुपरनोवा प्रकारों का वर्गीकरण उनके स्पेक्ट्रा पर आधारित है। टाइप Ia स्पेक्ट्रा में कोई हाइड्रोजन लाइनें नहीं होती हैं, लेकिन सिलिकॉन अवशोषण लाइनें होती हैं, जो उनके विस्फोटों के रसायन विज्ञान के लिए एक संकेत है। टाइप Ia सुपरनोवा के सफेद बौने पूर्वजों, आमतौर पर सूर्य के द्रव्यमान का लगभग दो-तिहाई, द्विआधारी साथी से अतिरिक्त द्रव्यमान को इकट्ठा करने के लिए माना जाता है जब तक कि वे चंद्रशेखर सीमा तक नहीं पहुंचते। दबाव बढ़ने से तारे के केंद्र में कार्बन और ऑक्सीजन फ्यूज हो जाता है, जिससे आवर्त सारणी पर निकल तक के तत्व उत्पन्न होते हैं; इस प्रक्रिया में निकली ऊर्जा एक टाइटैनिक थर्मोन्यूक्लियर विस्फोट में तारे को उड़ा देती है।
टाइप Ia सुपरनोवा में कुछ बदलाव देखे गए हैं, लेकिन ये ज्यादातर सामंजस्यपूर्ण हैं। उज्जवल प्रकार Ia की अधिकतम चमक में वृद्धि और गिरावट के लिए अधिक समय लगता है। जब अलग-अलग प्रकाश घटता के समय-पैमाने को आदर्श के अनुसार बढ़ाया जाता है, और खिंचाव के अनुसार चमक को बढ़ाया जाता है, तो टाइप Ia प्रकाश घटता मैच होता है।
पूर्वजों में कार्बन और ऑक्सीजन के अलग-अलग अनुपात के कारण चमक अंतर हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप विस्फोट में निकेल की अंतिम मात्रा भिन्न होती है। कोबाल्ट के लिए निकेल का रेडियोधर्मी क्षय और फिर लौह प्रकार के Ia सुपरोवा की ऑप्टिकल और निकट-अवरक्त प्रकाश घटता को शक्ति प्रदान करता है। स्पष्ट चमक में अंतर भी विषमता के उत्पाद हो सकते हैं; एक कोण से देखा गया विस्फोट दूसरे की तुलना में थोड़ा धुंधला हो सकता है।
इनमें से कोई भी संभावित अंतर सुपरनोवा एसएनएलएस -03 डी 3 बीबी की चरम चमक की व्याख्या करने के लिए पर्याप्त नहीं है - जो इसके प्रकाश-वक्र "खिंचाव" के लिए बहुत उज्ज्वल है। इसके अलावा, अधिकांश उज्जवल सुपरनोवा में, विस्फोट से निकाले गए पदार्थ उच्च वेग से यात्रा करते हैं; अर्थात्, इन विस्फोटों में अधिक गतिज ऊर्जा होती है। लेकिन एसएनएलएस -03 डी 3 बी का बेदखलपन असामान्य रूप से धीमा था।
"एंडी हॉवेल ने दो और दो को एक साथ रखा और महसूस किया कि SNLS-03D3bb में सुपर-चंद्रशेखर द्रव्यमान होना चाहिए," नुगेंट कहते हैं।
साक्ष्य का द्रव्यमान
एक सुराग अतिरिक्त चमक पैदा करने के लिए आवश्यक तत्व थे। "एक प्रकार की Ia में सभी शक्ति कार्बन और ऑक्सीजन के भारी तत्वों को जलाने से आती है, विशेष रूप से निकल 56," नुगर कहते हैं। "सामान्य चमक का एक प्रकार Ia सौर के द्रव्यमान का लगभग 60 प्रतिशत निकल 56 के लायक बनाता है, बाकी अन्य तत्व हैं। लेकिन एसएनएलएस -03 डी 3 बी सामान्य से दोगुना उज्ज्वल है; यह 56 निकेल से दोगुना से अधिक होना चाहिए। इसे प्राप्त करने का एकमात्र तरीका एक पूर्वज के साथ है जो चंद्रशेखर द्रव्यमान की तुलना में 50 प्रतिशत अधिक है। "
अन्य कारक SNLS-03D3bb के इजेका की सुस्ती है, जैसा कि इसके स्पेक्ट्रम में मौलिक लाइनों के स्थानांतरण में पाया गया है। सुपरनोवा इजेका का वेग विस्फोट में छोड़ी गई गतिज ऊर्जा पर निर्भर करता है, जो थर्मोन्यूक्लियर बर्निंग माइनस में जारी ऊर्जा के बीच का अंतर है जो बाध्यकारी ऊर्जा है जो तारे को एक साथ रखने के लिए कार्य करती है, जो तारा के द्रव्यमान का एक कार्य है। अधिक बड़े पैमाने पर स्टार, इजेवा को धीमा कर देता है।
लेकिन बिना विस्फोट किए चंद्रशेखर की सीमा से अधिक कार्बन-ऑक्सिजन पूर्वज कभी कैसे जम सकता है? यह संभव है कि बहुत तेज़ी से घूमने वाला सितारा अधिक विशाल हो। यह भी संभव है कि चंद्रशेखर सीमा पर एक संयुक्त द्रव्यमान के साथ दो सफेद बौने टकराए और विस्फोट हो सके।
नुगेंट कहते हैं, "एक संकेत हमारे कोऑथोर मार्क सुलिवन से आया था, जिन्होंने एसएनएलएस डेटा में टाइप आईए सुपरनोवा के उत्पादन के लिए पहले से ही दो अलग-अलग दरें पाई थीं। वे बुरी तरह से उन लोगों में टूट सकते हैं जो युवा सितारा बनाने वाली आकाशगंगाओं से आते हैं और जो पुरानी, मृत आकाशगंगाओं से आते हैं। इसलिए यह संकेत है कि टाइप I के दो प्रकार के हो सकते हैं, दो प्रकार के पूर्वजों और विस्फोट के दो अलग-अलग रास्ते। "
पुरानी, मृत आकाशगंगाओं में भी सबसे बड़े तारे छोटे हैं, नुगेंट बताते हैं। इन आकाशगंगाओं में केवल प्रकार Ia सुपरनोवा संभव है जो बाइनरी-सिस्टम, मास-एक्सीरेटिंग, चंद्रशेखर-मास प्रकार के होने की संभावना है। लेकिन युवा सितारा बनाने वाली आकाशगंगाएं बड़े पैमाने पर वस्तुओं का उत्पादन करती हैं और सफेद-बौने प्लस सफेद-बौने बाइनरी सिस्टम में समृद्ध हो सकती हैं, जिन्हें "डबल-डीजेनरेट" सिस्टम कहा जाता है।
"अगर दो-पतित मॉडल सही है, तो इस तरह की प्रणालियां हमेशा इन बहुत युवा आकाशगंगाओं में सुपर-चंद्रशेखर विस्फोटों का उत्पादन करेंगी," नुगेंट कहते हैं।
युवा आकाशगंगाओं के प्रारंभिक ब्रह्मांड में पाए जाने की अधिक संभावना है, और इस प्रकार अधिक दूरी पर। चूंकि दूर की टाइप Ia सुपरनोवा डार्क एनर्जी के विकास को मापने के प्रयास के लिए महत्वपूर्ण है, इसलिए यह स्पष्ट रूप से टाइप Ia सुपरनोवा की पहचान करने के लिए आवश्यक हो जाता है जो चंद्रशेखर-मास मॉडल में फिट नहीं होते हैं। यह टाइप I के साथ SNLS-03D3bb की तरह विषम होना आसान है, लेकिन सभी सुपर-चंद्रशेखर सुपरनोवा इतना स्पष्ट नहीं हो सकता है।
“सुपर-चंद्रशेखर सुपरनोवा का पता लगाने का एक तरीका इजेका वेग को मापना और इसकी चमक के साथ तुलना करना है। एक और तरीका कई स्पेक्ट्रा लेने के रूप में प्रकाश वक्र विकसित होता है। दुर्भाग्य से, डार्क एनर्जी स्टडीज की पूरी खोज में स्पेक्ट्रा लेना सबसे बड़ा खर्च है। "इन प्रयोगों के डिजाइनरों को अपने नमूनों से सुपर चंद्रशेखर सुपरनोवा को नष्ट करने के कुशल तरीके खोजने होंगे।"
विभिन्नताओं की मॉडलिंग
यह आंशिक रूप से ब्रह्मांड अनुसंधान के लिए उम्मीदवार टाइप Ia सुपरनोवा की पहचान करने के लिए एक त्वरित और भरोसेमंद तरीके से विकसित करने की उम्मीद में था कि Nugent और coauthor रिचर्ड एलिस ने शुरुआत में Sullivan और SNLS के अन्य सदस्यों के साथ सुपरनोवा के बड़े डेटा बेस के साथ संपर्क किया। बर्कले लैब में स्थित नेशनल एनर्जी रिसर्च साइंटिफिक कंप्यूटिंग सेंटर (NERSC) में काम करते हुए, Nugent ने एक अल्गोरिद्म विकसित किया, जो एक उम्मीदवार सुपरनोवा के विकास में मुट्ठी भर फोटोमेट्रिक डेटा बिंदुओं को ले सकता है, सकारात्मक रूप से इसे टाइप Ia के रूप में पहचानता है, और सटीक भविष्यवाणी करता है अधिकतम चमक का समय।
पहला प्रकार Ia का इस तरह से अध्ययन एसएनएलएस -03D3bb ही निकला। "यह एक उच्च सिग्नल-टू-शोर अनुपात था, जिसे इसके रेडशिफ्ट दिया गया था, जिसे हमें शुरू से संदेह होना चाहिए था कि यह एक असामान्य सुपरनोवा होने जा रहा था," नुगेंट कहते हैं।
नगेंट पहले प्रदर्शनकारी सुपर-चंद्रशेखर सुपरनोवा की खोज को एक रोमांचक संभावना के रूप में मानते हैं: "1993 के बाद पहली बार" - जब चमक बनाम प्रकाश-वक्र आकार संबंध विकसित किया गया था - "अब हमारे पास अगले देखने के लिए एक मजबूत दिशा है।" एक प्रकार Ia सुपरनोवा की चमक का वर्णन करने वाला पैरामीटर। यह खोज हमें उनके पूर्वजों की बेहतर समझ और उन्हें ब्रह्माण्ड संबंधी जांच के रूप में उपयोग करने की प्रणालीबद्धता की ओर ले जा सकती है। ”
यह समझ कम्प्यूटेशनल एस्ट्रोफिजिक्स कंसोर्टियम के प्रमुख लक्ष्यों में से एक है, जिसकी अध्यक्षता सांताक्रूज में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के स्टेन वूसली द्वारा की गई है और एनर्जी के विज्ञान विभाग के वैज्ञानिक संगोष्ठी के माध्यम से उन्नत कम्प्यूटिंग (SciDAC) कार्यक्रम के माध्यम से Nugent के साथ समर्थित है। और प्रमुख भागीदारों के बीच संगणना अनुसंधान प्रभाग और NERSC के जॉन बेल।
“चंद्रशेखर का 1931 में तारकीय पतन का मॉडल सुरुचिपूर्ण और शक्तिशाली था; इसने उन्हें नोबेल पुरस्कार दिया, "नुगेंट कहते हैं। “लेकिन यह एक सरल एक आयामी मॉडल था। केवल रोटेशन को जोड़कर, चंद्रशेखर द्रव्यमान को पार कर सकते हैं, जैसा कि उन्होंने खुद पहचाना। "
सुपरनोवा का उपयोग करके अब सुपरनोवा के 2-डी और 3-डी मॉडल के साथ, नुगेंट कहते हैं, प्रकृति की संभावनाओं की व्यापक श्रेणी का अध्ययन करना संभव है। “यह हमारी SciDAC परियोजना का लक्ष्य है, सर्वोत्तम मॉडल और सर्वोत्तम अवलोकन डेटा प्राप्त करने और उन्हें मोम की पूरी गेंद को धकेलने के लिए संयोजित करना। इस परियोजना के अंत में, हम सबसे अधिक जानते हैं कि हम सभी प्रकार के Ia सुपरनोवा के बारे में जान सकते हैं। "
डी। एंड्रयू हॉवेल, मार्क सुलिवन, पीटर ई। नुगेंट, रिचर्ड एस। एलिस, अलेक्जेंडर जे। कॉनले, डेमियन बोर्गने, रेमंड जी। कार्लबर्ग, "एक सुपर चंद्रशेखर मास व्हाइट ड्वार्फ स्टार से एक प्रकार- Ia सुपरनोवा।" जुलिएन गाइ, डेविड बालम, स्टीफन बासा, डोमिनिक फॉचेज़, इसोबेल एम। हुक, एरिक वाई। ह्सियाओ, जेम्स डी। नील, रेनल्ड पेन, कैथरीन एम। पेरेट और क्रिस्टोफर जे। प्रिटेट, प्रकृति के 21 सितंबर के अंक में दिखाई देते हैं ग्राहकों के लिए ऑनलाइन उपलब्ध है।
बर्कले लैब, कैलिफोर्निया के बर्कले में स्थित एक अमेरिकी ऊर्जा विभाग की प्रयोगशाला है। यह अवर्गीकृत वैज्ञानिक अनुसंधान करता है और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय द्वारा प्रबंधित किया जाता है। हमारी वेबसाइट पर जाएँ http://www.lbl.gov
मूल स्रोत: LBL समाचार रिलीज़
