गामा रे बर्स्ट्स और हाइपरनोवा लिंक्ड

छवि क्रेडिट: ईएसओ

29 मार्च, 2003 को नासा के उच्च ऊर्जा क्षणिक एक्सप्लोरर ने गामा किरणों के एक उज्ज्वल विस्फोट का पता लगाया, और कुछ ही समय बाद दुनिया भर के दूरबीनों ने वस्तु पर ध्यान केंद्रित किया; अब जीआरबी को 030329 कहा जाता है और इसे 2.6 बिलियन प्रकाश वर्ष दूर मापा जाता है। विस्फोट के बाद के माप को मापने से, खगोलविदों ने महसूस किया कि यह एक अतिमानव के स्पेक्ट्रम से मेल खाता है - हमारे बड़े सूर्य से कम से कम 25 गुना बड़े सितारों के विस्फोट। स्पेक्ट्रा के मिलान से, खगोलविदों के पास इस बात के प्रमाण हैं कि गामा किरण के फटने और बहुत बड़े सितारों के विस्फोट के बीच कुछ संबंध है।

नक्षत्र लियो के भीतर एक आकाश क्षेत्र में, नासा के उच्च ऊर्जा क्षणिक एक्सप्लोरर (HETE-II) द्वारा 29 मार्च, 2003 को गामा-किरणों का एक बहुत उज्ज्वल विस्फोट देखा गया था।

90 मिनट के भीतर, साइडिंग स्प्रिंग ऑब्जर्वेटरी (ऑस्ट्रेलिया) और जापान में भी 40 इंच के टेलीस्कोप के माध्यम से एक नया, बहुत उज्ज्वल प्रकाश स्रोत ("ऑप्टिकल आफ्टरग्लो") उसी दिशा में पाया गया। तिथि के अनुसार गामा-रे फट को GRB 030329 नामित किया गया था।

और 24 घंटों के भीतर, इस नई वस्तु का पहला, बहुत विस्तृत स्पेक्ट्रम ईवीएस पैरानल ऑब्जर्वेटरी (चिली) में 8.2-मीटर वीएलटी कुयेन टेलिस्कोप पर यूवीईएस उच्च-फैलाव स्पेक्ट्रोग्राफ द्वारा प्राप्त किया गया था। इसने लगभग 2,650 मिलियन प्रकाश-वर्ष (रेडशिफ्ट 0.1685) के रूप में दूरी निर्धारित करने की अनुमति दी।

अगले महीने के दौरान वीएलटी पर FORS1 और FORS2 बहु-मोड उपकरणों के साथ निरंतर टिप्पणियों ने खगोलविदों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम को इस गामा-रे फट के ऑप्टिकल आफ्टरग्लो के स्पेक्ट्रम में अभूतपूर्व विस्तार से दस्तावेज़ करने की अनुमति दी। उनकी विस्तृत रिपोर्ट शोध पत्रिका "नेचर" के 19 जून के अंक में दिखाई देती है।

स्पेक्ट्रा सबसे ऊर्जावान वर्ग के सुपरनोवा स्पेक्ट्रम के क्रमिक और स्पष्ट उद्भव को दर्शाता है, जिसे "हाइपरसोवा" कहा जाता है। यह एक बहुत भारी तारे के विस्फोट के कारण होता है - संभवतः सूर्य से 25 गुना अधिक भारी। मापा विस्तार वेग (30,000 किमी / सेकंड से अधिक) और जारी की गई कुल ऊर्जा असाधारण रूप से उच्च थी, यहां तक ​​कि चुनाव हाइपरनोवा वर्ग के भीतर भी।

अधिक पास के हाइपरनोवा के साथ तुलना से, खगोलविद तारकीय विस्फोट के क्षण को अच्छी सटीकता के साथ ठीक करने में सक्षम हैं। यह गामा-रे फटने के दो दिनों के प्लस / माइनस के अंतराल के भीतर निकलता है। यह अद्वितीय निष्कर्ष सम्मोहक साक्ष्य प्रदान करता है कि दोनों घटनाएँ सीधे जुड़ी हुई हैं।

इसलिए ये अवलोकन हाइपरनोवा विस्फोट और मजबूत गामा-किरण विकिरण के संबद्ध उत्सर्जन के पीछे एक सामान्य शारीरिक प्रक्रिया का संकेत देते हैं। टीम यह निष्कर्ष निकालती है कि यह उच्च विकसित तारे के आंतरिक क्षेत्र के लगभग तात्कालिक, गैर-सममितीय पतन के कारण होने की संभावना है (जिसे "कोलप्सर" मॉडल के रूप में जाना जाता है)।

29 मार्च के गामा-रे फट को खगोल विज्ञान के एक दुर्लभ "प्रकार-परिभाषित घटना" के रूप में पारित किया जाएगा, जिससे कॉस्मोलॉजिकल गामा-किरण के फटने और बहुत बड़े पैमाने पर तारों के विस्फोटों के बीच एक सीधा लिंक के निर्णायक सबूत मिलेंगे।

गामा-रे फट्स क्या हैं?
वर्तमान में खगोल भौतिकी के सबसे सक्रिय क्षेत्रों में से एक "गामा-रे फटने (जीआरबी)" के रूप में ज्ञात नाटकीय घटनाओं का अध्ययन है। उन्हें पहली बार 1960 के अंत में संवेदनशील उपकरणों द्वारा, सैन्य उपग्रहों की परिक्रमा करके, परमाणु परीक्षणों की निगरानी और पता लगाने के लिए लॉन्च किया गया था। पृथ्वी पर नहीं, बल्कि अंतरिक्ष में उत्पन्न होने वाली, ऊर्जावान गामा-किरणों की ये छोटी-छोटी झलकें एक सेकंड से लेकर कई मिनटों तक रहती हैं।

प्रमुख पर्यवेक्षणीय प्रयासों के बावजूद, यह केवल पिछले छह वर्षों के भीतर है कि इन घटनाओं में से कुछ की सटीकता को कुछ सटीकता के साथ इंगित करना संभव हो गया है। 1997 के प्रारंभ से विभिन्न एक्स-रे उपग्रह वेधशालाओं द्वारा संबद्ध एक्स-रे उत्सर्जन की तुलनात्मक रूप से सटीक स्थितिगत टिप्पणियों की अमूल्य मदद के साथ, खगोलविदों ने अब तक जीआरडीएस से जुड़े प्रकाश के प्रकाश के पचास अल्पकालिक स्रोतों की पहचान की है और ("ऑप्टिकल एग्लोज़") )।

अधिकांश जीआरबी को बहुत बड़ी ("कॉस्मोलॉजिकल") दूरी पर स्थित पाया गया है। इसका तात्पर्य यह है कि इस तरह की घटना के दौरान कुछ सेकंड में जारी की गई ऊर्जा अपने पूरे जीवनकाल में 10,000 मिलियन से अधिक वर्षों के दौरान सूर्य से बड़ी होती है। यूनिवर्स, cf में बिग बैंग के बाद से GRBs वास्तव में सबसे शक्तिशाली घटनाएं हैं। ईएसओ पीआर 08/99 और ईएसओ पीआर 20/00।

पिछले वर्षों के दौरान परिस्थितिजन्य साक्ष्य बढ़े हैं कि जीआरबी बड़े सितारों के पतन का संकेत देते हैं। यह मूल रूप से सुपरनोवा ("एसएन 1998 बीडब्ल्यू" के साथ एक असामान्य गामा-किरण के संभावित संघटन पर आधारित था, जिसे ईएसओ टेलिस्कोप, सीएफ ईएसओ पीआर 15/98 के साथ भी खोजा गया था)। तब तक और अधिक सुराग सामने आ चुके हैं, जिसमें जीआरबी के सहयोग से दूरवर्ती आकाशगंगाओं में बड़े पैमाने पर सितारा-गठन के क्षेत्र शामिल हैं, जो कुछ पहले के ऑप्टिकल खामियों में सुपरनोवा-जैसे प्रकाश-वक्र "धक्कों" के साक्ष्य को स्पष्ट करते हैं, और हौसले से संश्लेषित तत्वों से वर्णक्रमीय हस्ताक्षर करते हैं। , एक्स-रे वेधशालाओं द्वारा देखा गया।

जीआरबी 030329 का वीएलटी अवलोकन
29 मार्च, 2003 को (ठीक 11: 37: 14.67 बजे UT) नासा के हाई एनर्जी ट्रांसिएंट एक्सप्लोरर (HETE-II) ने एक बहुत उज्ज्वल गामा-किरण फटने का पता लगाया। साइडिंग स्प्रिंग ऑब्जर्वेटरी (ऑस्ट्रेलिया) में 40 इंच के टेलीस्कोप द्वारा "ऑप्टिकल आफ्टरग्लो" की पहचान के बाद, [3] फटने की रेडशिफ्ट को UV16 स्पेक्ट्रोग्राफ के साथ प्राप्त एक उच्च-फैलाव स्पेक्ट्रम के माध्यम से 0.1685 के रूप में निर्धारित किया गया था। ईएसओ पैरानल ऑब्जर्वेटरी (चिली) में 8.2-मीटर वीएलटी कुयेन टेलीस्कोप।

इसी दूरी के बारे में 2,650 मिलियन प्रकाश वर्ष है। यह अब तक का निकटतम सामान्य GRB है, इसलिए 1960 के दशक के अंत में पहली GRBs की खोज के बाद से प्रस्तावित कई परिकल्पनाओं और मॉडलों का परीक्षण करने के लिए लंबे समय से प्रतीक्षित अवसर प्रदान कर रहा है।

इस विशिष्ट उद्देश्य के साथ, खगोलविदों की ईएसओ-लीड टीम [1] अब ईएसओ वेरी लार्ज टेलीस्कोप (वीएलटी), मल्टी-मोड FORS1 और FORS2 कैमरा / स्पेक्ट्रोग्राफ में दो अन्य शक्तिशाली उपकरणों में बदल गई। 1 मई, 2003 तक एक महीने की अवधि में, लुप्त होती वस्तु का स्पेक्ट्रा नियमित दर पर प्राप्त किया गया था, जो अवलोकन डेटा के एक अद्वितीय सेट को सुरक्षित करता है जो दूरस्थ वस्तु में भौतिक परिवर्तनों को नायाब विवरण में दर्ज करता है।

हाइपरनोवा कनेक्शन
इन स्पेक्ट्रा के एक सावधानीपूर्वक अध्ययन के आधार पर, खगोलविद अब गुरुवार 19 जून को अंतर्राष्ट्रीय पत्रिका "नेचर" में छपे एक शोध पत्र में GRB 030329 ईवेंट की अपनी व्याख्या प्रस्तुत कर रहे हैं। अभियोजन शीर्षक के तहत "बहुत ऊर्जावान सुपरनोवा से जुड़े 29 मार्च 2003 के गामा-रे फट ", 17 शोध संस्थानों से 27 से कम लेखक नहीं हैं, डेनमार्क के खगोलशास्त्री जेन्स होजार्थ के नेतृत्व में निष्कर्ष निकाला गया है कि जीआरबी और" हाइपरनोवा "विस्फोट के बीच एक सीधा संबंध का अब अकाट्य सबूत है। बड़े पैमाने पर, अत्यधिक विकसित तारा।

यह एक सुपरनोवा-प्रकार के स्पेक्ट्रम के समय के साथ क्रमिक "उद्भव" पर आधारित है, जो एक स्टार के अत्यंत हिंसक विस्फोट का खुलासा करता है। 30,000 किमी / सेकेंड से अधिक वेग के साथ (यानी, प्रकाश के वेग का 10% से अधिक), उत्सर्जित सामग्री रिकॉर्ड गति से आगे बढ़ रही है, विस्फोट की प्रचंड शक्ति का प्रमाण है।

हाइपरनोवा दुर्लभ घटनाएँ हैं और वे संभवतः तथाकथित "वुल्फ-रेएट" प्रकार [4] के तारों के विस्फोट के कारण होती हैं। इन WR-तारों को मूल रूप से 25 सौर द्रव्यमान से ऊपर के द्रव्यमान के साथ बनाया गया था और इसमें ज्यादातर हाइड्रोजन शामिल थे। अब उनके डब्ल्यूआर-चरण में, उनकी बाहरी परतों को खुद से छीन लिया गया है, वे लगभग कम हीलियम, ऑक्सीजन और भारी तत्वों से मिलकर बनाते हैं, जो उनके छोटे जीवन के पहले चरण के दौरान तीव्र परमाणु जलने से उत्पन्न होते हैं।
"हम लंबे समय से इस बात का इंतजार कर रहे हैं", जेन हज़ोरथ कहते हैं, "इस जीआरबी ने वास्तव में हमें लापता जानकारी दी है।" इन बहुत विस्तृत स्पेक्ट्रा से, हम अब यह पुष्टि कर सकते हैं कि यह फट और शायद अन्य लंबे गामा-रे फटने को बड़े पैमाने पर तारों के कोर पतन के माध्यम से बनाया गया है। अन्य प्रमुख सिद्धांतों में से अधिकांश अब संभावना नहीं हैं। ”
एक "प्रकार-परिभाषित घटना"

उनके सहयोगी, ESO-astronomer Palle M; ller, समान रूप से सामग्री है: “वास्तव में हमें सबसे पहले जो मिला वह यह तथ्य था कि हमने GRB के पहली बार देखे जाने के चार दिन बाद ही लिए गए पहले FORS- स्पेक्ट्रम में सुपरनोवा के संकेतों का स्पष्ट रूप से पता लगा लिया था - हमें इसकी बिल्कुल भी उम्मीद नहीं थी। जैसा कि हम अधिक से अधिक डेटा प्राप्त कर रहे थे, हमने महसूस किया कि वर्णक्रमीय विकास 1998 में देखे गए हाइपरनोवा के लगभग समान था। तब दोनों की समानता ने हमें वर्तमान सुपरनोवा घटना के बहुत सटीक समय को स्थापित करने की अनुमति दी थी।

खगोलविदों ने निर्धारित किया कि हाइपरनोवा विस्फोट (एसएन 2003 डीएच [2] नामित) वीएलटी स्पेक्ट्रा में प्रलेखित है और एचईटीई-द्वितीय द्वारा देखे गए जीआरबी-घटना में लगभग एक ही समय में हुआ होगा। आगे शोधन के अधीन, 2 दिनों का अंतर होता है, और इसलिए इसमें कोई संदेह नहीं है, कि दोनों यथोचित रूप से जुड़े हुए हैं।

"सुपरनोवा 1998bw ने हमारी भूख को कम कर दिया, लेकिन इससे पहले कि हम आत्मविश्वास से कह सकते हैं कि हमें 5 साल लग गए, हमें धूम्रपान बंदूक मिली जिसने जीआरबी और एसएनई के बीच सहयोग को नाकाम कर दिया" नासा के Chryssa Kouveliotou कहते हैं। "जीआरबी 030329 जीआरबी के लिए किसी तरह के 'लापता लिंक' के रूप में अच्छी तरह से बदल सकता है।"

अंत में, GRB 030329 एक दुर्लभ "टाइप-डिफाइनिंग" घटना थी जिसे उच्च-ऊर्जा खगोल भौतिकी में एक वाटरशेड के रूप में दर्ज किया जाएगा।

वास्तव में 29 मार्च को (या 2,650 मिलियन साल पहले) क्या हुआ था?
यहाँ GRB 030329 के बारे में पूरी कहानी है, क्योंकि खगोलविदों ने अब इसे पढ़ा।

इस विस्फोट से पहले हजारों साल, एक बहुत बड़े पैमाने पर सितारा, जो हाइड्रोजन ईंधन से बाहर निकलता है, अपने बाहरी लिफाफे को बहुत ढीला कर देता है, खुद को एक नीले वुल्फ-रेएट स्टार [3] में बदल देता है। तारे के अवशेषों में हीलियम, ऑक्सीजन और भारी तत्वों के लगभग 10 सौर द्रव्यमान हैं।

विस्फोट से पहले के वर्षों में, वुल्फ-रेएट स्टार ने तेजी से अपने शेष ईंधन को नष्ट कर दिया। कुछ समय में, यह अचानक हाइपरनोवा / गामा-रे फट घटना को ट्रिगर करता है। स्टार के बाहरी हिस्से को जाने बिना कोर ढह गया। एक ब्लैक होल अंदर बनता है, जो कि संचित पदार्थ की एक डिस्क से घिरा होता है। कुछ सेकंड के भीतर, पदार्थ का एक जेट उस ब्लैक होल से दूर प्रक्षेपित किया गया।

जेट स्टार के बाहरी आवरण से होकर गुजरा और नवगठित रेडियोधर्मी निकल -56 की जोरदार हवाओं के साथ मिलकर, डिस्क को अंदर से उड़ाकर, स्टार को चकनाचूर कर दिया। हाइपरनोवा यह बिखरता है, निकल की उपस्थिति के कारण चमकता है। इस बीच, जेट ने तारे के आसपास के क्षेत्र में सामग्री में जुताई की, और गामा-रे फट बनाया, जो पृथ्वी पर खगोलविदों द्वारा कुछ 2,650 मिलियन साल बाद दर्ज किया गया था। गामा किरणों के उत्पादन के लिए विस्तृत तंत्र अभी भी बहस का विषय है, लेकिन यह या तो जेट के बीच की बातचीत से जुड़ा है और पहले तारे से निकाले गए पदार्थ या जेट के अंदर आंतरिक टकराव से जुड़ा है।

यह परिदृश्य 1993 में अमेरिकी खगोलशास्त्री स्टैन वूसली (कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांताक्रूज) द्वारा पेश किए गए "कोलैप्सर" मॉडल का प्रतिनिधित्व करता है और वर्तमान टीम का सदस्य है, और जीआरबी 030329 की टिप्पणियों को सबसे अच्छा बताता है।

"इसका मतलब यह नहीं है कि गामा-रे फट रहस्य अब हल हो गया है", Woosley कहते हैं। "हम अब आश्वस्त हैं कि लंबे समय तक फटने में एक कोर पतन और एक हाइपरनोवा शामिल है, एक ब्लैक होल बनाने की संभावना है। हमने ज्यादातर संशयवादियों को मना लिया है। हम अभी तक किसी नतीजे पर नहीं पहुँच सकते हैं, लेकिन दो सेकंड से कम उम्र के छोटे गामा-रे फटने का कारण क्या है। ”

मूल स्रोत: ESO समाचार रिलीज़