परिचय
रविवार 9 अक्टूबर को, जूडिथ राकुसिन हवा में 35,000 फीट था, एक उच्च-ऊर्जा खगोल भौतिकी सम्मेलन के रास्ते में, जब इतिहास का सबसे बड़ा ब्रह्मांडीय विस्फोट हुआ था। मैरीलैंड में नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर के एक खगोल भौतिक विज्ञानी रैकुसिन ने कहा, "मैं उतरा, मेरे फोन को देखा, और दर्जनों संदेश थे।" "यह वास्तव में असाधारण था।"
विस्फोट एक लंबी गामा-किरण विस्फोट था, एक ब्रह्मांडीय घटना जहां एक विशाल मरने वाला सितारा ऊर्जा के शक्तिशाली जेट को उजागर करता है क्योंकि यह ब्लैक होल या न्यूट्रॉन स्टार में गिर जाता है। यह विशेष विस्फोट इतना चमकीला था कि इसने फर्मी गामा-रे स्पेस टेलीस्कोप की देखरेख की, जो इस तरह की घटनाओं का निरीक्षण करने के लिए डिज़ाइन की गई नासा टेलीस्कोप की परिक्रमा करता है। "प्रति सेकंड इतने सारे फोटॉन थे कि वे नहीं रख सकते थे," ने कहा एंड्रयू लेवान, नीदरलैंड में रेडबौड विश्वविद्यालय में एक खगोल भौतिकीविद्। ऐसा प्रतीत होता है कि फटने से पृथ्वी का आयनमंडल, पृथ्वी के वायुमंडल की ऊपरी परत, आकार में फूलना कई घंटों के लिए। "तथ्य यह है कि आप ब्रह्मांड के आधे रास्ते में पृथ्वी के आयनमंडल को बदल सकते हैं, यह बहुत अविश्वसनीय है," ने कहा डौग वेल्च, कनाडा में मैकमास्टर विश्वविद्यालय में एक खगोलशास्त्री।
खगोलविदों ने इसे BOAT - "अब तक का सबसे चमकीला" कहा - और गामा-किरणों के फटने और ब्रह्मांड के बारे में अधिक जानकारी के लिए इसे निचोड़ना शुरू कर दिया। "अब से 10 साल बाद भी इस डेटा सेट से नई समझ होगी," ने कहा एरिक बर्न्सलुइसियाना स्टेट यूनिवर्सिटी में एक खगोल भौतिकीविद्। "यह अभी भी मुझे काफी प्रभावित नहीं हुआ है कि यह वास्तव में हुआ था।"
प्रारंभिक विश्लेषण से पता चलता है कि BOAT के इतने उज्ज्वल होने के दो कारण हैं। सबसे पहले, यह पृथ्वी से लगभग 2.4 बिलियन प्रकाश वर्ष दूर हुआ - गामा-किरणों के फटने के काफी करीब (हालाँकि हमारी आकाशगंगा के बाहर भी)। यह भी संभव है कि BOAT के शक्तिशाली जेट ने हमारी ओर इशारा किया हो। दो कारकों ने मिलकर इसे इस तरह की घटना बना दिया जो हर कुछ सौ वर्षों में केवल एक बार होती है।
शायद सबसे अधिक परिणामी अवलोकन चीन में हुआ। वहां, सिचुआन प्रांत में, लार्ज हाई एल्टीट्यूड एयर शावर ऑब्जर्वेटरी (LHAASO) अंतरिक्ष से उच्च-ऊर्जा कणों को ट्रैक करता है। गामा-रे बर्स्ट एस्ट्रोनॉमी के इतिहास में, शोधकर्ताओं ने इन वस्तुओं से केवल कुछ सौ उच्च-ऊर्जा फोटॉन आते हुए देखे हैं। ल्हासो 5,000 को देखा इस एक घटना से। "गामा-किरण विस्फोट मूल रूप से सीधे उनके ऊपर आकाश में चला गया," ने कहा सिल्विया झू, हैम्बर्ग में जर्मन इलेक्ट्रॉन सिंक्रोट्रॉन (DESY) में एक खगोल भौतिकीविद्।
उन डिटेक्शन में 18 टेराइलेक्ट्रॉन वोल्ट (TeV) पर एक संदिग्ध उच्च-ऊर्जा फोटॉन था - जो कि गामा-रे फटने से पहले देखी गई किसी भी चीज़ से चार गुना अधिक और लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर द्वारा प्राप्त उच्चतम ऊर्जा से अधिक ऊर्जावान था। इस तरह के एक उच्च-ऊर्जा फोटॉन को पृथ्वी के रास्ते में खो जाना चाहिए था, जो ब्रह्मांड की पृष्ठभूमि प्रकाश के साथ बातचीत द्वारा अवशोषित हो गया था।
तो यह यहाँ कैसे आया? एक संभावना यह है कि, गामा-किरण फटने के बाद, एक उच्च-ऊर्जा फोटॉन को अक्षतंतु जैसे कण में बदल दिया गया था। axions परिकल्पित हल्के कण हैं काले पदार्थ की व्याख्या कर सकते हैं; एक्सियन जैसे कणों को थोड़ा भारी माना जाता है। उच्च-ऊर्जा फोटॉन हो सकते हैं ऐसे कणों में परिवर्तित मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा, जैसे कि एक इंप्लोडिंग स्टार के आसपास। अक्षतंतु जैसा कण तब बिना किसी बाधा के अंतरिक्ष की विशालता में यात्रा करेगा। जैसे ही यह हमारी आकाशगंगा में आया, चुंबकीय क्षेत्र इसे वापस एक फोटॉन में बदल देंगे, जो तब पृथ्वी पर अपना रास्ता बना लेगा।
प्रारंभिक पहचान के बाद के सप्ताह में, खगोल भौतिकीविदों की कई टीमें इस तंत्र का सुझाव दिया वैज्ञानिक प्रीप्रिंट साइट arxiv.org पर अपलोड किए गए कागजात में। "यह एक बहुत ही अविश्वसनीय खोज होगी," इटली में नेशनल इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स (आईएनएएफ) के एक खगोल भौतिक विज्ञानी जियोर्जियो गैलंती ने कहा, जिन्होंने इनमें से एक का सह-लेखन किया था। इनमें से पहला पेपर.
फिर भी अन्य शोधकर्ता आश्चर्य करते हैं कि क्या ल्हासो का पता लगाना गलत पहचान का मामला हो सकता है। शायद उच्च-ऊर्जा फोटॉन कहीं और से आया था, और इसका सही-सही आगमन समय केवल एक संयोग था। "मैं बहुत उलझन में हूँ," ने कहा मिलेना क्रनोगोरसेविक, मैरीलैंड विश्वविद्यालय में एक खगोल भौतिकीविद्। "मैं वर्तमान में एक पृष्ठभूमि घटना होने की ओर झुक रहा हूं।" (मामलों को और जटिल बनाने के लिए, एक रूसी वेधशाला की रिपोर्ट विस्फोट से आने वाले और भी अधिक ऊर्जा वाले 251 TeV फोटॉन से टकराया। लेकिन उस पर "जूरी अभी भी बाहर है", फर्मी टेलीस्कोप पर डिप्टी प्रोजेक्ट साइंटिस्ट रैकुसिन ने कहा। "मुझे थोड़ा संदेह है।")
अभी तक ल्हासो टीम ने अपनी टिप्पणियों के विस्तृत परिणाम जारी नहीं किए हैं। बर्न्स, जो बीओएटी का अध्ययन करने के लिए एक वैश्विक सहयोग का समन्वय कर रहे हैं, उम्मीद करते हैं कि वे ऐसा करेंगे। "मैं यह देखने के लिए बहुत उत्सुक हूं कि उनके पास क्या है," उन्होंने कहा। लेकिन वह समझता है कि क्यों कुछ हद तक सतर्कता बरती जा सकती है। बर्न्स ने कहा, "अगर मैं ऐसे डेटा पर बैठा होता, जिसमें डार्क मैटर के सबूत को परिभाषित करने का कुछ प्रतिशत भी मौका होता, तो मैं इस समय असाधारण रूप से सतर्क रहूंगा।" यदि फोटॉन को BOAT से जोड़ा जा सकता है, तो "यह संभवतः नई भौतिकी और संभावित रूप से डार्क मैटर का प्रमाण होगा," क्रनोगोरसेविक ने कहा। ल्हासो टीम ने टिप्पणी के अनुरोध का जवाब नहीं दिया।
यहां तक कि ल्हासो के डेटा के बिना, घटना से दिखाई देने वाली प्रकाश की मात्रा वैज्ञानिकों को जेट के बारे में प्रमुख पहेली सहित गामा-किरण विस्फोटों के बारे में कुछ सबसे बड़े प्रश्नों का उत्तर देने में सक्षम बना सकती है। "जेट कैसे लॉन्च किया जाता है? जेट में क्या चल रहा है क्योंकि यह अंतरिक्ष में फैल रहा है?" कहा टायलर परसोटन, गोडार्ड में एक खगोल भौतिकीविद्। "वे वास्तव में बड़े प्रश्न हैं।"
अन्य खगोल भौतिकविदों को यह पता लगाने के लिए BOAT का उपयोग करने की उम्मीद है कि सुपरनोवा जाने पर केवल कुछ तारे गामा-किरणों के फटने का उत्पादन क्यों करते हैं। "यह बड़े रहस्यों में से एक है," ने कहा यवेटे सेंडेसहार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स में एक खगोलशास्त्री। "यह एक बहुत बड़ा सितारा होना चाहिए। हमारी जैसी आकाशगंगा शायद हर दस लाख साल में एक गामा-किरण विस्फोट का उत्पादन करेगी। इतनी दुर्लभ आबादी गामा-किरणों को क्यों फटती है?"
गामा-किरणों के फटने का परिणाम ब्लैक होल में होता है या ढहे हुए तारे के मूल में एक न्यूट्रॉन तारा यह भी एक खुला प्रश्न है। BOAT के प्रारंभिक विश्लेषण से पता चलता है कि पूर्व इस मामले में हुआ था। बर्न्स ने कहा, "जेट में इतनी ऊर्जा है कि मूल रूप से ब्लैक होल होना चाहिए।"
यह निश्चित है कि यह एक ब्रह्मांडीय घटना है जिसे कई, कई जन्मों तक ग्रहण नहीं किया जाएगा। बर्न्स ने कहा, "हमें फिर से ऐसा करने का मौका मिलने से पहले हम सभी लंबे समय तक मर चुके होंगे।"
