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एक असामान्य विस्फोट करने वाले तारे से ध्रुवीकृत प्रकाश को मापकर, खगोल भौतिकीविदों और खगोलविदों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने एक प्रकार Ia सुपरनोवा की पहली विस्तृत तस्वीर और उस विशिष्ट तारा प्रणाली पर काम किया है जिसमें यह विस्फोट हुआ था।
चिली में यूरोपियन सदर्न ऑब्जर्वेटरी के वेरी लार्ज टेलीस्कोप का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने निर्धारित किया कि सुपरनोवा 2002ic धूल और गैस की एक सपाट, घनी, चिपचिपी डिस्क के अंदर विस्फोट हुआ, जिसे पहले एक साथी तारे से उड़ा दिया गया था। उनके काम से पता चलता है कि यह और टाइप आईए सुपरनोवा के कुछ अन्य अग्रदूत प्रोटोप्लानेटरी नेबुला के रूप में जाने वाली वस्तुओं से मिलते-जुलते हैं, जिन्हें हमारी अपनी आकाशगंगा में अच्छी तरह से जाना जाता है।
लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी के लाइफन वांग, यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला (ईएसओ) के डिट्रिच बाडे, ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय के पीटर एच फ्लिच और जे क्रेग व्हीलर, जापान के राष्ट्रीय खगोलीय वेधशाला के कोजी कावाबाटा और केनिची टोक्यो विश्वविद्यालय के नोमोटो ने एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स के 20 मार्च 2004 के अंक में अपने निष्कर्षों की रिपोर्ट दी।
टाइप करने के लिए सुपरनोवा कास्टिंग
सुपरनोवा को उनके स्पेक्ट्रा में दिखाई देने वाले तत्वों के अनुसार लेबल किया जाता है: टाइप I स्पेक्ट्रा में हाइड्रोजन लाइनों की कमी होती है, जबकि टाइप II स्पेक्ट्रा में ये लाइनें होती हैं। एसएन 2002ic को जो असामान्य बनाता है वह यह है कि इसका स्पेक्ट्रम अन्यथा एक विशिष्ट प्रकार Ia सुपरनोवा जैसा दिखता है, लेकिन एक मजबूत हाइड्रोजन उत्सर्जन रेखा प्रदर्शित करता है।
टाइप II और कुछ अन्य सुपरनोवा तब होते हैं जब बहुत बड़े सितारों के कोर ढह जाते हैं और फट जाते हैं, जिससे बेहद घने न्यूट्रॉन तारे या ब्लैक होल भी पीछे रह जाते हैं। हालाँकि, Ia सुपरनोवा टाइप करें, एक बहुत ही अलग तंत्र द्वारा विस्फोट होता है।
'एक प्रकार Ia सुपरनोवा एक धातु आग का गोला है,' बर्कले लैब के वांग बताते हैं, जो सुपरनोवा स्पेक्ट्रोपोलेरिमेट्री के क्षेत्र में अग्रणी है। 'एक प्रकार Ia में कोई हाइड्रोजन या हीलियम नहीं है, लेकिन बहुत सारे लोहा, साथ ही रेडियोधर्मी निकल, कोबाल्ट, और टाइटेनियम, थोड़ा सिलिकॉन, और थोड़ा कार्बन और ऑक्सीजन है। तो इसके पूर्वजों में से एक पुराना सितारा होना चाहिए जो कार्बन-ऑक्सीजन सफेद बौने को पीछे छोड़ने के लिए विकसित हुआ है। लेकिन परमाणु ईंधन के रूप में कार्बन और ऑक्सीजन आसानी से नहीं जलते हैं। एक सफेद बौना कैसे विस्फोट कर सकता है?'
सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत प्रकार Ia मॉडल यह मानते हैं कि सफेद बौना - मोटे तौर पर पृथ्वी के आकार का लेकिन सूर्य के अधिकांश द्रव्यमान को पैक करना - एक परिक्रमा करने वाले साथी से पदार्थ को तब तक जमा करता है जब तक कि वह 1.4 सौर द्रव्यमान तक नहीं पहुंच जाता, जिसे कहा जाता है चंद्रशेखर सीमा . अब सुपरडेंस व्हाइट ड्वार्फ एक शक्तिशाली थर्मोन्यूक्लियर विस्फोट में प्रज्वलित होता है, जो अपने पीछे स्टारडस्ट के अलावा कुछ नहीं छोड़ता है।
अन्य योजनाओं में दो सफेद बौनों का विलय या यहां तक कि एक अकेला सफेद बौना भी शामिल है जो अपने छोटे स्व द्वारा बहाए गए मामले को फिर से जोड़ता है। तीन दशकों की खोज के बावजूद, हालांकि, एसएन 2002ic की खोज और उसके बाद के स्पेक्ट्रोपोलीमेट्रिक अध्ययन तक, किसी भी मॉडल के लिए कोई पुख्ता सबूत नहीं था।
2002 के नवंबर में, माइकल वुड-वेसी और उनके सहयोगियों ने बर्कले लैब स्थित ऊर्जा विभाग के निकट सुपरनोवा फैक्ट्री में एसएन 2002ic की खोज की सूचना दी, इसके विस्फोट के तुरंत बाद एक अज्ञात आकाशगंगा में लगभग एक अरब प्रकाश वर्ष दूर पाया गया। नक्षत्र मीन।
अगस्त 2003 में, कार्नेगी वेधशालाओं के मारियो हामू और उनके सहयोगियों ने बताया कि एसएन 2002ic में प्रचुर मात्रा में हाइड्रोजन युक्त गैस का स्रोत एक तथाकथित एसिम्प्टोटिक जाइंट ब्रांच (एजीबी) तारा था, जो कि अंतिम चरण में एक तारा था। इसका जीवन, सूर्य के द्रव्यमान का तीन से आठ गुना - ठीक उसी प्रकार का तारा, जो हाइड्रोजन, हीलियम और धूल की अपनी बाहरी परतों को उड़ा देने के बाद, एक सफेद बौने को पीछे छोड़ देता है।
इसके अलावा, यह प्रतीत होता है कि आत्म-विरोधाभासी सुपरनोवा - हाइड्रोजन के साथ एक प्रकार Ia - वास्तव में अन्य हाइड्रोजन-समृद्ध सुपरनोवा के समान था जिसे पहले टाइप II नामित किया गया था। बदले में इसने सुझाव दिया कि, जबकि टाइप I सुपरनोवा वास्तव में उल्लेखनीय रूप से समान हैं, उनके पूर्वजों के बीच व्यापक अंतर हो सकते हैं।
क्योंकि टाइप Ia सुपरनोवा इतने समान और इतने उज्ज्वल हैं - पूरे आकाशगंगाओं की तुलना में उज्ज्वल या उज्जवल - वे ब्रह्मांडीय दूरी और ब्रह्मांड के विस्तार को मापने के लिए सबसे महत्वपूर्ण खगोलीय मानक मोमबत्तियां बन गए हैं। 1998 की शुरुआत में, दूरस्थ प्रकार Ia सुपरनोवा के दर्जनों अवलोकनों का विश्लेषण करने के बाद, बर्कले लैब स्थित ऊर्जा विभाग के सुपरनोवा कॉस्मोलॉजी प्रोजेक्ट के सदस्यों ने ऑस्ट्रेलिया में स्थित हाई-जेड सुपरनोवा सर्च टीम में अपने प्रतिद्वंद्वियों के साथ आश्चर्यजनक खोज की घोषणा की। ब्रह्मांड का विस्तार तेज हो रहा है।
ब्रह्मांड विज्ञानियों ने बाद में निर्धारित किया कि ब्रह्मांड के दो-तिहाई से अधिक में एक रहस्यमयी चीज है जिसे 'डार्क एनर्जी' कहा जाता है, जो अंतरिक्ष को फैलाती है और त्वरित विस्तार को संचालित करती है। लेकिन डार्क एनर्जी के बारे में अधिक सीखना कई और दूर के प्रकार Ia सुपरनोवा के सावधानीपूर्वक अध्ययन पर निर्भर करेगा, जिसमें इस बात का बेहतर ज्ञान भी शामिल है कि किस तरह के स्टार सिस्टम उन्हें ट्रिगर करते हैं।
स्पेक्ट्रोपोलीमेट्री के साथ चित्र संरचना
एसएन 2002ic के स्पेक्ट्रोपोलीमेट्री ने अभी तक टाइप Ia सिस्टम की सबसे विस्तृत तस्वीर प्रदान की है। पोलारिमेट्री प्रकाश तरंगों के उन्मुखीकरण को मापता है; उदाहरण के लिए, पोलेरॉइड धूप का चश्मा क्षैतिज ध्रुवीकरण 'माप' करता है जब वे सपाट सतहों से परावर्तित प्रकाश को अवरुद्ध करते हैं। धूल के बादल या तारकीय विस्फोट जैसी किसी वस्तु में, हालांकि, प्रकाश सतहों से नहीं बल्कि कणों या इलेक्ट्रॉनों से बिखरा हुआ होता है।
यदि धूल के बादल या विस्फोट गोलाकार और समान रूप से चिकने हैं, तो सभी झुकाव समान रूप से दर्शाए जाते हैं और शुद्ध ध्रुवीकरण शून्य होता है। लेकिन अगर वस्तु गोलाकार नहीं है - उदाहरण के लिए, डिस्क या सिगार के आकार का - दूसरों की तुलना में कुछ दिशाओं में अधिक प्रकाश दोलन करेगा।
यहां तक कि काफी ध्यान देने योग्य विषमताओं के लिए, शुद्ध ध्रुवीकरण शायद ही कभी एक प्रतिशत से अधिक हो। इस प्रकार शक्तिशाली वेरी लार्ज टेलीस्कोप का उपयोग करते हुए, बेहोश SN 2002ic को मापने के लिए ESO स्पेक्ट्रोपोलीमेट्री उपकरण के लिए यह एक चुनौती थी। आवश्यक उच्च-गुणवत्ता वाले पोलरिमेट्री और स्पेक्ट्रोस्कोपी डेटा प्राप्त करने में चार अलग-अलग रातों में कई घंटे का अवलोकन किया गया।
एसएन 2002ic का पहली बार पता चलने के लगभग एक साल बाद टीम का अवलोकन आया। सुपरनोवा बहुत अधिक फीका हो गया था, फिर भी इसकी प्रमुख हाइड्रोजन उत्सर्जन रेखा छह गुना तेज थी। स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ खगोलविदों ने हामू और उसके सहयोगियों के अवलोकन की पुष्टि की, कि उच्च वेग पर विस्फोट से बाहर की ओर फैलने वाला इजेक्टा आसपास के मोटे, हाइड्रोजन युक्त पदार्थ में चला गया था।
हालाँकि, केवल नए पोलारिमेट्रिक अध्ययन से पता चल सकता है कि इस मामले का अधिकांश भाग एक पतली डिस्क के आकार का था। ध्रुवीकरण की संभावना धीमी गति से चलने वाले आसपास के पदार्थ में धूल के कणों और इलेक्ट्रॉनों के साथ विस्फोट से उच्च गति वाले इजेक्टा की बातचीत के कारण थी। जिस तरह से सुपरनोवा के पहली बार देखे जाने के बाद हाइड्रोजन लाइन लंबे समय तक चमकी थी, खगोलविदों ने यह अनुमान लगाया कि डिस्क में घने गुच्छे शामिल थे और सफेद बौने के विस्फोट से पहले अच्छी तरह से थे।
वांग कहते हैं, 'ये चौंकाने वाले नतीजे बताते हैं कि एसएन 2002ic के पूर्वज उल्लेखनीय रूप से उन वस्तुओं के समान थे जो हमारे अपने आकाशगंगा, अर्थात् प्रोटोप्लानेटरी नेबुला में खगोलविदों से परिचित हैं।' इनमें से कई नीहारिकाएं एसिम्प्टोटिक जाइंट ब्रांच सितारों के उड़ाए गए बाहरी गोले के अवशेष हैं। ऐसे तारे, यदि तेजी से घूमते हैं, तो पतले, अनियमित डिस्क को फेंक देते हैं।
समय की बात
एक सफेद बौने को चंद्रशेखर की सीमा तक पहुंचने के लिए पर्याप्त सामग्री एकत्र करने में दस लाख साल या उससे भी ज्यादा समय लगता है। इसके विपरीत, एक एजीबी तारा अपेक्षाकृत जल्दी से प्रचुर मात्रा में पदार्थ खो देता है; प्रोटोप्लानेटरी-नेबुला चरण क्षणभंगुर है, जो उड़ाए गए पदार्थ के विलुप्त होने से पहले केवल कुछ सैकड़ों या हजारों साल तक चलता है। 'यह एक छोटी सी खिड़की है,' वांग कहते हैं, बचे हुए कोर (स्वयं एक सफेद बौना) के लिए विस्फोट करने के लिए पर्याप्त सामग्री को फिर से जमा करने के लिए पर्याप्त समय नहीं है।
इस प्रकार यह अधिक संभावना है कि एसएन 2002ic प्रणाली में एक सफेद बौना साथी पहले से ही नेबुला बनने से बहुत पहले ही पदार्थ एकत्र कर रहा था। क्योंकि प्रोटोप्लानेटरी चरण केवल कुछ सौ वर्षों तक रहता है, और एक प्रकार Ia सुपरनोवा को विकसित होने में आमतौर पर एक मिलियन वर्ष लगते हैं, सभी प्रकार Ia सुपरनोवा के केवल एक हज़ारवें हिस्से के SN 2002ic के समान होने की उम्मीद है। वांग कहते हैं, 'अभी भी कम ही इसकी विशिष्ट वर्णक्रमीय और ध्रुवीय विशेषताओं का प्रदर्शन करेंगे, हालांकि' परिस्थितिजन्य पदार्थ के साथ अन्य प्रकार के आईए सुपरनोवा की खोज करना बेहद दिलचस्प होगा।
फिर भी, वीएलटी का उपयोग करने वाले पोलरिमेट्री प्रोजेक्ट के प्रमुख अन्वेषक डिट्रिच बाडे कहते हैं, 'यह धारणा है कि सभी प्रकार के आईए सुपरनोवा मूल रूप से समान हैं जो एसएन 2002ic की टिप्पणियों को समझाने की अनुमति देते हैं।'
तारकीय विकास के विभिन्न चरणों में विभिन्न कक्षीय विशेषताओं और विभिन्न प्रकार के साथियों के साथ बाइनरी सिस्टम अभी भी अभिवृद्धि मॉडल के माध्यम से समान विस्फोटों को जन्म दे सकते हैं। नोट्स बाडे, 'एसएन 2002ic का प्रतीत होने वाला अजीबोगरीब मामला इस बात का पुख्ता सबूत देता है कि ये वस्तुएं वास्तव में बहुत समान हैं, जैसा कि उनके प्रकाश वक्रों की आश्चर्यजनक समानता से पता चलता है।'
गैस और धूल के वितरण को दिखाकर, स्पेक्ट्रोपोलीमेट्री ने प्रदर्शित किया है कि टाइप आईए सुपरनोवा इतने समान क्यों हैं, भले ही उनके पूर्ववर्ती प्रणालियों के द्रव्यमान, आयु, विकासवादी राज्य और कक्षाएं इतनी व्यापक रूप से भिन्न हो सकती हैं।
बर्कले लैब, बर्कले, कैलिफ़ोर्निया में स्थित एक अमेरिकी ऊर्जा विभाग की राष्ट्रीय 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: बर्कले लैब समाचार विज्ञप्ति