नासा के सेवानिवृत्त कॉम्पटन मिशन ने सुपरहेवी न्यूट्रॉन सितारों का खुलासा किया

वाशिंगटन।  शॉर्ट गामा-रे बर्स्ट (जीआरबी) कहे जाने वाले शक्तिशाली विस्फोटों की अभिलेखीय टिप्पणियों का अध्ययन करने वाले खगोलविदों ने एक ब्लैक होल में गिरने से कुछ समय पहले एक सुपरहैवी न्यूट्रॉन तारे के संक्षिप्त अस्तित्व का संकेत देने वाले प्रकाश पैटर्न का पता लगाया है। यह क्षणभंगुर, विशाल वस्तु संभवतः दो न्यूट्रॉन सितारों की टक्कर से बनी है।

यूनिवर्सिटी ऑफ मैरीलैंड, कॉलेज पार्क (यूएमसीपी) के एक शोधकर्ता सेसिलिया चिरेंटी ने बताया, "हमने नासा के नील गेहरल्स स्विफ्ट ऑब्जर्वेटरी, फर्मी गामा-रे स्पेस टेलीस्कोप और कॉम्प्टन गामा रे ऑब्जर्वेटरी के साथ पाए गए 700 छोटे जीआरबी में इन संकेतों की तलाश की।" और मैरीलैंड के ग्रीनबेल्ट में नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर, जिन्होंने सिएटल में अमेरिकन एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी की 241वीं बैठक में निष्कर्ष प्रस्तुत किया। "हमें 1990 के दशक की शुरुआत में कॉम्पटन द्वारा देखे गए दो विस्फोटों में ये गामा-किरण पैटर्न मिले।" चिरेंटी के नेतृत्व में परिणामों का वर्णन करने वाला एक पेपर सोमवार, 9 जनवरी को वैज्ञानिक पत्रिका नेचर में प्रकाशित हुआ था।

एक न्यूट्रॉन तारा तब बनता है जब एक विशाल तारे का कोर ईंधन से बाहर हो जाता है और ढह जाता है। यह एक शॉक वेव पैदा करता है जो सुपरनोवा विस्फोट में बाकी तारे को उड़ा देता है। न्यूट्रॉन सितारे आमतौर पर एक शहर के आकार के बारे में एक गेंद में हमारे सूर्य की तुलना में अधिक द्रव्यमान पैक करते हैं, लेकिन एक निश्चित द्रव्यमान से ऊपर, उन्हें ब्लैक होल में गिरना चाहिए।

कॉम्पटन डेटा और कंप्यूटर सिमुलेशन दोनों ने मेगा न्यूट्रॉन सितारों को सबसे बड़े पैमाने पर, सटीक रूप से मापा गया न्यूट्रॉन स्टार - J0740 + 6620 करार दिया - की तुलना में 20% अधिक पैमाने पर टिपिंग का खुलासा किया, जिसका वजन सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 2.1 गुना है। सुपरहेवी न्यूट्रॉन तारे भी एक विशिष्ट न्यूट्रॉन तारे के आकार के लगभग दोगुने या मैनहट्टन द्वीप की लंबाई के लगभग दोगुने होते हैं।

मेगा न्यूट्रॉन सितारे एक मिनट में लगभग 78,000 बार घूमते हैं - J1748-2446ad की गति से लगभग दोगुनी, रिकॉर्ड पर सबसे तेज़ पल्सर। यह तेजी से घूर्णन वस्तुओं को आगे के पतन के खिलाफ संक्षिप्त रूप से समर्थन करता है, जिससे उन्हें सेकंड के कुछ दसवें हिस्से के लिए अस्तित्व में रहने की अनुमति मिलती है, जिसके बाद वे पलक झपकते ही तेजी से एक ब्लैक होल बनाने के लिए आगे बढ़ते हैं।

यूएमसीपी में खगोल विज्ञान के प्रोफेसर कोल मिलर ने कहा, "हम जानते हैं कि छोटे जीआरबी तब बनते हैं जब परिक्रमा करते हुए न्यूट्रॉन सितारे एक साथ दुर्घटनाग्रस्त होते हैं, और हम जानते हैं कि वे अंततः एक ब्लैक होल में गिर जाते हैं, लेकिन घटनाओं का सटीक क्रम अच्छी तरह से समझ में नहीं आता है।" -कागज के लेखक। "किसी बिंदु पर, नवजात ब्लैक होल तेजी से चलने वाले कणों के जेट के साथ उगता है जो गामा किरणों की तीव्र चमक, प्रकाश का उच्चतम ऊर्जा रूप उत्सर्जित करता है, और हम इसके बारे में और जानना चाहते हैं कि यह कैसे विकसित होता है।"

छोटे जीआरबी आमतौर पर दो सेकंड से भी कम समय के लिए चमकते हैं, फिर भी हमारी आकाशगंगा में एक वर्ष में सभी सितारों द्वारा छोड़ी गई ऊर्जा के बराबर ऊर्जा छोड़ते हैं। उन्हें एक अरब से अधिक प्रकाश वर्ष दूर देखा जा सकता है। विलय करने वाले न्यूट्रॉन तारे भी गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उत्पादन करते हैं, अंतरिक्ष-समय में तरंगें होती हैं जिन्हें जमीन-आधारित वेधशालाओं की बढ़ती संख्या से पता लगाया जा सकता है।

इन विलयों के कंप्यूटर सिमुलेशन से पता चलता है कि गुरुत्वाकर्षण तरंगें आवृत्ति में अचानक छलांग लगाती हैं - 1,000 हर्ट्ज़ से अधिक - जैसे न्यूट्रॉन तारे आपस में जुड़ते हैं। मौजूदा गुरुत्वीय तरंग वेधशालाओं द्वारा पता लगाने के लिए ये संकेत बहुत तेज़ और धुंधले हैं। लेकिन चिरेंटी और उनकी टीम ने तर्क दिया कि छोटे जीआरबी से गामा-रे उत्सर्जन में इसी तरह के संकेत दिखाई दे सकते हैं।

खगोलविद इन संकेतों को लघु अवधि के लिए क्वासिपरियोडिक दोलन या क्यूपीओ कहते हैं। इसके विपरीत, कहें, एक ट्यूनिंग फोर्क की स्थिर रिंगिंग, क्यूपीओ कई करीबी आवृत्तियों से बना हो सकती है जो समय के साथ बदलती या फैलती हैं। गामा-किरण और गुरुत्वीय तरंग QPOs, दोनों न्यूट्रॉन तारों के आपस में मिलने से घूमते पदार्थ के भंवर में उत्पन्न होते हैं।

जबकि स्विफ्ट और फर्मी बर्स्ट में कोई गामा-किरण क्यूपीओ भौतिक नहीं हुआ, 11 जुलाई, 1991 और 1 नवंबर, 1993 को कॉम्पटन के बर्स्ट एंड ट्रांसिएंट सोर्स एक्सपेरिमेंट (बीएटीएसई) द्वारा रिकॉर्ड किए गए दो छोटे जीआरबी बिल में फिट होते हैं।

BATSE उपकरण के बड़े क्षेत्र ने इन फीके पैटर्न को खोजने में इसे ऊपरी हाथ दिया - टेल-टेल झिलमिलाहट जिसने मेगा न्यूट्रॉन सितारों की उपस्थिति का खुलासा किया। टीम अकेले संयोग से होने वाले इन संकेतों की संयुक्त बाधाओं को 3 मिलियन में 1 से कम पर रेट करती है।

"ये परिणाम बहुत महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे गुरुत्वाकर्षण तरंग वेधशालाओं द्वारा हाइपरमैसिव न्यूट्रॉन सितारों के भविष्य के माप के लिए चरण निर्धारित करते हैं," वाशिंगटन में जॉर्ज वाशिंगटन विश्वविद्यालय में भौतिकी विभाग के अध्यक्ष, क्रिससा कौवेलियटौ ने कहा, जो काम में शामिल नहीं थे।

2030 के दशक तक, गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर किलोहर्ट्ज़ आवृत्तियों के प्रति संवेदनशील होंगे, जो सुपरसाइज़्ड न्यूट्रॉन सितारों के छोटे जीवन में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करेंगे। तब तक, संवेदनशील गामा-रे प्रेक्षण और कंप्यूटर सिमुलेशन उन्हें खोजने के लिए एकमात्र उपलब्ध उपकरण हैं।

कॉम्पटन के BATSE उपकरण को अलबामा के हंट्सविले में NASA के मार्शल स्पेस फ़्लाइट सेंटर में विकसित किया गया था, और इसने पहला सम्मोहक साक्ष्य प्रदान किया कि गामा-रे फटने हमारी आकाशगंगा से बहुत दूर हुई। लगभग नौ वर्षों तक संचालन के बाद, कॉम्पटन गामा रे वेधशाला को 4 जून, 2000 को कक्षा से हटा दिया गया और पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करते ही नष्ट कर दिया गया।

गोडार्ड स्विफ्ट और फर्मी मिस दोनों का प्रबंधन करता है