जब तारे अपने जीवन चक्र के अंत तक पहुँचते हैं, तो कई एक सुपरनोवा के रूप में जानी जाने वाली विस्फोटक प्रक्रिया में अपनी बाहरी परतों को उड़ा देंगे। हालांकि खगोलविदों ने इस घटना के बारे में बहुत कुछ सीखा है, परिष्कृत उपकरणों के लिए धन्यवाद जो उन्हें कई तरंग दैर्ध्य में अध्ययन करने में सक्षम हैं, फिर भी एक महान सौदा है जो हम सुपरनोवा और उनके अवशेषों के बारे में नहीं जानते हैं।
उदाहरण के लिए, तंत्र के बारे में अभी भी अनसुलझे सवाल हैं जो एक सुपरनोवा से उत्पन्न होने वाली सदमे तरंगों को शक्ति देते हैं। हालांकि, शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने हाल ही में एक नजदीकी सुपरनोवा (एसएन 1987 ए) के चंद्रा एक्स-रे ऑब्जर्वेटरी द्वारा प्राप्त आंकड़ों का इस्तेमाल किया और परिणामस्वरूप सदमे की लहर में परमाणुओं के तापमान को मापने के लिए नए सिमुलेशन।
"एसएन 1987 ए में भारी आयनों के टकराव रहित झटका ताप" नामक अध्ययन, हाल ही में वैज्ञानिक पत्रिका में दिखाई दिया प्रकृति। टीम का नेतृत्व इटली के पलेर्मो विश्वविद्यालय के मार्को माइकेली और सल्वाटोर ऑरलैंडो ने किया था, और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ एस्ट्रोफिजिक्स (INAF), इंस्टीट्यूट फॉर एप्लाइड प्रॉब्लम्स फॉर मेकेनिक्स एंड मैथेमेटिक्स और पेंसिल्वेनिया स्टेट और नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के सदस्यों से बना था। ।
उनके अध्ययन के लिए, टीम ने एसएन 1987 ए के चंद्रा टिप्पणियों को सुपरनोवा की सदमे की लहर में परमाणुओं के तापमान को मापने के लिए सिमुलेशन के साथ जोड़ा। ऐसा करने में, टीम ने पुष्टि की कि परमाणुओं का तापमान उनके परमाणु भार से संबंधित है, जिसके परिणामस्वरूप झटका तरंगों और उन्हें शक्ति प्रदान करने वाले तंत्र के बारे में लंबे समय तक सवाल का जवाब दिया जाता है।
डेविड बरोज़, पेन स्टेट में खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी के प्रोफेसर और अध्ययन पर एक सह-लेखक, पेन स्टेट प्रेस विज्ञप्ति में कहा गया है:
"सुपरनोवा विस्फोट और उनके अवशेष लौकिक प्रयोगशालाएं प्रदान करते हैं जो हमें उन चरम स्थितियों में भौतिकी का पता लगाने में सक्षम बनाते हैं जिन्हें पृथ्वी पर दोहराया नहीं जा सकता है। आधुनिक खगोलीय दूरबीनों और उपकरण, दोनों जमीन-आधारित और अंतरिक्ष-आधारित, ने हमें अपनी आकाशगंगा और आस-पास की आकाशगंगाओं में सुपरनोवा अवशेषों के विस्तृत अध्ययन करने की अनुमति दी है। हमने नासा के चंद्र एक्स-रे वेधशाला का उपयोग करते हुए सुपरनोवा अवशेष SN1987A की नियमित टिप्पणियों का प्रदर्शन किया है, जो कि 1999 में चंद्रा के शुरू होने के कुछ समय बाद ही दुनिया में सबसे अच्छा एक्स-रे दूरबीन है, और सदमे तरंगों के बारे में गंभीर सवालों के जवाब देने के लिए सिमुलेशन का उपयोग किया। ”
जब बड़े तारे गुरुत्वाकर्षण के पतन से गुजरते हैं, तो परिणामस्वरूप विस्फोट सामग्री को एक दसवीं तक की गति से बाहर की ओर धकेलती है, जिससे प्रकाश की गति को आसपास की इंटरस्टेलर गैस में धक्का लगता है। जहां शॉक वेव स्टार के आसपास की धीमी गति वाली गैस से मिलता है, आपके पास "शॉक फ्रंट" है। यह संक्रमण क्षेत्र लाखों डिग्री तक शांत गैस को गर्म करता है और एक्स-किरणों के उत्सर्जन की ओर जाता है जिन्हें देखा जा सकता है।
कुछ समय के लिए, खगोलविदों को सुपरनोवा के सदमे की लहर के इस क्षेत्र में दिलचस्पी रही है, क्योंकि यह एक मरने वाले स्टार के विस्फोटक बल और आसपास के गैस के बीच संक्रमण को चिह्नित करता है। जैसा कि बरोज़ ने इसकी तुलना की:
"संक्रमण एक रसोई के सिंक में देखे गए एक के समान है जब पानी की एक उच्च गति धारा सिंक बेसिन से टकराती है, तब तक आसानी से बाहर की ओर बहती है जब तक यह ऊंचाई में अचानक कूदता है और अशांत हो जाता है। शॉक मोर्चों का पृथ्वी के वातावरण में बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है, जहां वे एक अत्यंत संकीर्ण क्षेत्र में होते हैं। लेकिन अंतरिक्ष में, सदमे संक्रमण धीरे-धीरे होते हैं और सभी तत्वों के परमाणुओं को समान रूप से प्रभावित नहीं कर सकते हैं। "
सुपरनोवा के शॉक फ्रंट के पीछे विभिन्न तत्वों के तापमान की जांच करने से, खगोलविदों को शॉक प्रक्रिया की भौतिकी के बारे में हमारी समझ में सुधार की उम्मीद है। जबकि तत्वों का तापमान उनके परमाणु भार के आनुपातिक होने की उम्मीद की गई है, सटीक माप प्राप्त करना मुश्किल है। न केवल पिछले अध्ययनों ने परस्पर विरोधी परिणामों को जन्म दिया है, वे अपने विश्लेषणों में भारी तत्वों को शामिल करने में भी विफल रहे हैं।
इसे संबोधित करने के लिए, टीम ने सुपरनोवा SN1987A को देखा, जो कि बड़े मैगेलैनिक क्लाउड में स्थित है और पहली बार 1987 में स्पष्ट हुआ था। यह पहली सुपरनोवा होने के अलावा जो केप्लर की सुपरोवा (1604) के बाद से नग्न आंखों को दिखाई दे रही थी, यह थी सबसे पहले आधुनिक दूरबीनों के साथ प्रकाश की सभी तरंग दैर्ध्य (रेडियो तरंगों से एक्स-रे और गामा तरंगों तक) में अध्ययन किया जाना है।
जबकि एसएन 1987 ए के पिछले मॉडल आमतौर पर एकल टिप्पणियों पर निर्भर करते थे, अनुसंधान टीम ने सुपरनोवा के विकास को दिखाने के लिए तीन आयामी संख्यात्मक सिमुलेशन का उपयोग किया। उन्होंने फिर चंद्रा द्वारा प्रदान किए गए एक्स-रे अवलोकनों की तुलना परमाणु तापमान को सही ढंग से मापने के लिए की, जिससे उनकी उम्मीदों की पुष्टि हुई।
"हम अब तत्वों के तापमान को सही रूप में सिलिकॉन और लोहे के रूप में भारी माप सकते हैं, और यह दिखाया है कि वे वास्तव में उस संबंध का पालन करते हैं जो प्रत्येक तत्व का तापमान उस तत्व के परमाणु भार के लिए आनुपातिक है," बुरोस ने कहा। "यह परिणाम ज्योतिषीय सदमे तरंगों की समझ में एक महत्वपूर्ण मुद्दा सुलझाता है और सदमे प्रक्रिया की हमारी समझ में सुधार करता है।"
यह नवीनतम अध्ययन खगोलविदों के लिए एक महत्वपूर्ण कदम का प्रतिनिधित्व करता है, जो उन्हें एक सुपरनोवा के यांत्रिकी की समझ के करीब लाता है। उनके रहस्यों को अनलॉक करके, हम एक ऐसी प्रक्रिया के बारे में अधिक जानने के लिए खड़े हैं जो कि ब्रह्मांडीय विकास के लिए मौलिक है, जो सितारों की मृत्यु आसपास के ब्रह्मांड को प्रभावित करती है।
