M15 में एक डबल न्यूट्रॉन स्टार सिस्टम है जो अंततः हिंसक रूप से विलीन हो जाएगा। छवि क्रेडिट: एनओएओ बड़ा करने के लिए क्लिक करें
गामा-रे विस्फोट ब्रह्मांड में सबसे शक्तिशाली विस्फोट हैं, जो भारी मात्रा में उच्च-ऊर्जा विकिरण उत्सर्जित करते हैं। दशकों से उनकी उत्पत्ति एक रहस्य थी। वैज्ञानिक अब मानते हैं कि वे गामा-किरणों के फटने की प्रक्रियाओं को समझते हैं। हालांकि, हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स (सीएफए) के जोनाथन ग्रिंडले और उनके सहयोगियों, साइमन पोर्टेजीज ज़्वर्ट (खगोलीय संस्थान, नीदरलैंड्स) और स्टीफन मैकमिलन (ड्रेक्सेल विश्वविद्यालय) के एक नए अध्ययन से पता चलता है कि कुछ गामा- किरण फटना: गोलाकार समूहों के भीतर तारकीय मुठभेड़।
ग्रिंडले ने कहा, 'सभी छोटी गामा-किरणों में से एक तिहाई विस्फोट जो हम देखते हैं, वे गोलाकार समूहों में न्यूट्रॉन सितारों के विलय से आ सकते हैं।'
गामा-रे बर्स्ट (जीआरबी) दो अलग-अलग 'स्वादों' में आते हैं। कुछ एक मिनट या उससे भी अधिक समय तक चलते हैं। खगोलविदों का मानना है कि लंबे जीआरबी तब उत्पन्न होते हैं जब एक विशाल तारा हाइपरनोवा में फट जाता है। अन्य विस्फोट केवल एक सेकंड के एक अंश के लिए ही रहते हैं। खगोलविदों का मानना है कि लघु जीआरबी दो न्यूट्रॉन सितारों, या एक न्यूट्रॉन स्टार और एक ब्लैक होल की टक्कर से उत्पन्न होते हैं।
अधिकांश डबल न्यूट्रॉन स्टार सिस्टम पहले से ही एक दूसरे की परिक्रमा करने वाले दो बड़े सितारों के विकास के परिणामस्वरूप होते हैं। प्राकृतिक उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के कारण दोनों न्यूट्रॉन तारे बन जाएंगे (यदि वे किसी दिए गए द्रव्यमान से शुरू होते हैं), जो तब लाखों या अरबों वर्षों में एक साथ सर्पिल होते हैं जब तक कि वे विलय और गामा-रे फट नहीं छोड़ते।
ग्रिंडले का शोध लघु जीआरबी के एक अन्य संभावित स्रोत - गोलाकार क्लस्टर की ओर इशारा करता है। गोलाकार समूहों में ब्रह्मांड के कुछ सबसे पुराने तारे होते हैं जो एक तंग जगह में केवल कुछ प्रकाश-वर्ष भर में होते हैं। इस तरह के तंग क्वार्टर कई करीबी तारकीय मुठभेड़ों को भड़काते हैं, जिनमें से कुछ स्टार स्वैप की ओर ले जाते हैं। यदि एक तारकीय साथी के साथ एक न्यूट्रॉन तारा (जैसे कि एक सफेद बौना या मुख्य-अनुक्रम तारा) अपने साथी को किसी अन्य न्यूट्रॉन तारे के साथ आदान-प्रदान करता है, तो न्यूट्रॉन सितारों की परिणामी जोड़ी अंततः एक साथ सर्पिल होगी और विस्फोटक रूप से टकराएगी, जिससे गामा-किरण फट जाएगा।
ग्रिंडले ने कहा, 'हम इन अग्रदूत प्रणालियों को देखते हैं, जिसमें एक मिलीसेकंड पल्सर के रूप में एक न्यूट्रॉन स्टार होता है, जो गोलाकार समूहों में सभी जगह होता है।' 'इसके अलावा, गोलाकार क्लस्टर इतने बारीकी से पैक होते हैं कि आपके पास बहुत सारी बातचीत होती है। यह डबल न्यूट्रॉन-स्टार सिस्टम बनाने का एक स्वाभाविक तरीका है।'
खगोलविदों ने आवृत्ति की गणना करने के लिए लगभग 3 मिलियन कंप्यूटर सिमुलेशन का प्रदर्शन किया जिसके साथ गोलाकार समूहों में डबल न्यूट्रॉन-स्टार सिस्टम बन सकते हैं। यह जानने के बाद कि आकाशगंगा के इतिहास में कितने लोगों का गठन हुआ है, और एक प्रणाली के विलय में लगभग कितना समय लगता है, उन्होंने तब गोलाकार क्लस्टर बायनेरिज़ से अपेक्षित लघु गामा-किरण फटने की आवृत्ति निर्धारित की। उनका अनुमान है कि हमारे द्वारा देखे जाने वाले सभी शॉर्ट गामा-रे फटने के 10 से 30 प्रतिशत के बीच ऐसी प्रणालियों का परिणाम हो सकता है।
यह अनुमान हाल ही में जीआरबी टिप्पणियों द्वारा उजागर एक जिज्ञासु प्रवृत्ति को ध्यान में रखता है। विलय और इस प्रकार तथाकथित 'डिस्क' न्यूट्रॉन-स्टार बायनेरिज़ से फटना - दो बड़े सितारों से निर्मित सिस्टम जो एक साथ बने और एक साथ मर गए - गोलाकार क्लस्टर बायनेरिज़ से फटने की तुलना में 100 गुना अधिक बार होने का अनुमान है। फिर भी मुट्ठी भर छोटे GRB जो ठीक-ठीक स्थित हैं, वे गेलेक्टिक हेलो और बहुत पुराने सितारों से आते हैं, जैसा कि गोलाकार समूहों के लिए अपेक्षित है।
'यहाँ एक बड़ी बहीखाता समस्या है,' ग्रिंडले ने कहा।
विसंगति की व्याख्या करने के लिए, ग्रिंडले का सुझाव है कि डिस्क बायनेरिज़ से फटने का पता लगाना कठिन होने की संभावना है क्योंकि वे कम दिशाओं से दिखाई देने वाले संकरे विस्फोटों में विकिरण का उत्सर्जन करते हैं। संकीर्ण 'बीमिंग' उन सितारों के टकराने का परिणाम हो सकता है जिनके स्पिन उनकी कक्षा के साथ संरेखित होते हैं, जैसा कि उनके जन्म के क्षण से एक साथ रहने वाले बायनेरिज़ के लिए अपेक्षित है। नए जुड़े सितारे, अपने यादृच्छिक झुकाव के साथ, विलय होने पर व्यापक विस्फोट कर सकते हैं।
'अधिक छोटे जीआरबी शायद डिस्क सिस्टम से आते हैं - हम उन सभी को नहीं देखते हैं,' ग्रिंडले ने समझाया।
गामा-रे उपग्रहों द्वारा हाल ही में लगभग आधा दर्जन लघु जीआरबी ठीक-ठीक स्थित किए गए हैं, जिससे संपूर्ण अध्ययन कठिन हो गया है। जैसे-जैसे अधिक उदाहरण एकत्र किए जाते हैं, लघु जीआरबी के स्रोतों को बेहतर ढंग से समझा जाना चाहिए।
इस खोज की घोषणा करने वाला पेपर नेचर फिजिक्स के 29 जनवरी के ऑनलाइन अंक में प्रकाशित हुआ था। यह ऑनलाइन उपलब्ध है http://www.nature.com/nphys/index.html और प्रीप्रिंट फॉर्म में http://arxiv.org/abs/astro-ph/0512654 .
कैम्ब्रिज, मास में मुख्यालय, हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स (सीएफए) स्मिथसोनियन एस्ट्रोफिजिकल ऑब्जर्वेटरी और हार्वर्ड कॉलेज ऑब्जर्वेटरी के बीच एक संयुक्त सहयोग है। सीएफए वैज्ञानिक, छह अनुसंधान प्रभागों में संगठित, ब्रह्मांड की उत्पत्ति, विकास और अंतिम भाग्य का अध्ययन करते हैं।
मूल स्रोत: सीएफए समाचार विज्ञप्ति