आधुनिक खगोल भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान के लिए महान रुचि घटना का एक विशेष वर्ग है जिसे गामा-रे बर्स्ट कहा जाता है। कई दशकों से, और विशेष रूप से हाल के वर्षों में, विज्ञान इस बड़े पैमाने पर ब्रह्मांडीय घटना के बारे में अवलोकन संबंधी डेटा जमा कर रहा है। इसकी प्रकृति अभी तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं हुई है, लेकिन पर्याप्त रूप से प्रमाणित सैद्धांतिक मॉडल हैं जो इसे समझाने का दावा करते हैं।
घटना की अवधारणा
गामा विकिरण विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम का सबसे कठिन क्षेत्र है, जो लगभग 6∙1019 हर्ट्ज से उच्च आवृत्ति वाले फोटॉन द्वारा निर्मित होता है। गामा किरणों की तरंग दैर्ध्य एक परमाणु के आकार के बराबर हो सकती है, और छोटे परिमाण के कई क्रम भी हो सकते हैं।
गामा-किरणों का फटना ब्रह्मांडीय गामा-किरणों का एक संक्षिप्त और अत्यंत उज्ज्वल विस्फोट है। इसकी अवधि कई दसियों मिलीसेकंड से लेकर कई हज़ार सेकंड तक हो सकती है; सबसे अधिक बार पंजीकृतलगभग एक सेकंड तक चलने वाली चमक। फटने की चमक महत्वपूर्ण हो सकती है, सॉफ्ट गामा रेंज में आकाश की कुल चमक से सैकड़ों गुना अधिक। विशेषता ऊर्जा कई दसियों से लेकर हजारों किलोइलेक्ट्रॉनवोल्ट प्रति विकिरण क्वांटम तक होती है।
चमक के स्रोत आकाशीय गोले में समान रूप से वितरित हैं। यह सिद्ध हो चुका है कि उनके स्रोत अरबों प्रकाश वर्ष के क्रम की ब्रह्माण्ड संबंधी दूरी पर बहुत दूर हैं। फटने की एक अन्य विशेषता उनकी विविध और जटिल विकास प्रोफ़ाइल है, जिसे अन्यथा प्रकाश वक्र के रूप में जाना जाता है। इस घटना का पंजीकरण लगभग हर दिन होता है।
अध्ययन इतिहास
खोज 1969 में अमेरिकी सैन्य वेला उपग्रहों से जानकारी संसाधित करते समय हुई थी। यह पता चला कि 1967 में, उपग्रहों ने गामा विकिरण के दो छोटे दालों को रिकॉर्ड किया, जिन्हें टीम के सदस्य किसी भी चीज़ से पहचान नहीं पाए। इन वर्षों में, इस तरह के आयोजनों की संख्या में वृद्धि हुई है। 1973 में, वेला के डेटा को अवर्गीकृत और प्रकाशित किया गया, और इस घटना पर वैज्ञानिक शोध शुरू हुआ।
सोवियत संघ में 1970 के दशक के अंत और 1980 के दशक की शुरुआत में, KONUS प्रयोगों की एक श्रृंखला ने 2 सेकंड तक की अवधि के छोटे फटने के अस्तित्व को स्थापित किया, और यह भी साबित किया कि गामा विकिरण के फटने को बेतरतीब ढंग से वितरित किया जाता है।
1997 में, "आफ्टरग्लो" की घटना की खोज की गई थी - लंबी तरंग दैर्ध्य पर फट का धीमा क्षय। उसके बाद, वैज्ञानिकों ने पहली बार एक ऑप्टिकल ऑब्जेक्ट के साथ घटना की पहचान करने में कामयाबी हासिल की - एक बहुत दूर की रेडशिफ्ट आकाशगंगा।z=0, 7. इससे घटना की ब्रह्माण्ड संबंधी प्रकृति की पुष्टि करना संभव हो गया।
2004 में स्विफ्ट ऑर्बिटल गामा-रे वेधशाला लॉन्च की गई, जिसकी मदद से एक्स-रे और ऑप्टिकल विकिरण स्रोतों के साथ गामा-रेंज की घटनाओं को जल्दी से पहचानना संभव हो गया। वर्तमान में, गामा-रे स्पेस टेलीस्कोप सहित कई और उपकरण कक्षा में काम कर रहे हैं। फर्मी।
वर्गीकरण
वर्तमान में, देखी गई विशेषताओं के आधार पर, दो प्रकार के गामा-रे बर्स्ट को प्रतिष्ठित किया जाता है:
- लंबा, 2 सेकंड या उससे अधिक की अवधि की विशेषता। ऐसे प्रकोपों के लगभग 70% हैं। उनकी औसत अवधि 20-30 सेकंड है, और जीआरबी 130427ए फ्लेयर की अधिकतम दर्ज अवधि 2 घंटे से अधिक थी। एक दृष्टिकोण है जिसके अनुसार इस तरह की लंबी घटनाओं (उनमें से अब तीन हैं) को एक विशेष प्रकार के अल्ट्रा-लॉन्ग बर्स्ट के रूप में प्रतिष्ठित किया जाना चाहिए।
- लघु। वे एक संकीर्ण समय सीमा में विकसित और फीके पड़ जाते हैं - 2 सेकंड से भी कम, लेकिन औसतन लगभग 0.3 सेकंड तक रहता है। अब तक का रिकॉर्ड धारक फ्लैश है, जो केवल 11 मिलीसेकंड तक चला।
अगला, हम दो मुख्य प्रकार के जीआरबी के सबसे संभावित कारणों को देखेंगे।
हाइपरनोवा गूँज
अधिकांश खगोल भौतिकीविदों के अनुसार, लंबे समय तक फटना अत्यंत विशाल तारों के ढहने का परिणाम है। एक सैद्धांतिक मॉडल है जो 30 से अधिक सौर द्रव्यमान वाले एक तेजी से घूमने वाले तारे का वर्णन करता है, जो अपने जीवन के अंत में एक ब्लैक होल को जन्म देता है। अभिवृद्धि डिस्कऐसी वस्तु, एक कोलैप्सर, तारकीय लिफाफा के तेजी से ब्लैक होल पर गिरने के कारण उत्पन्न होती है। ब्लैक होल इसे कुछ ही सेकंड में निगल जाता है।
परिणामस्वरूप, शक्तिशाली ध्रुवीय अल्ट्रारिलेटिविस्टिक गैस जेट बनते हैं - जेट। जेट में पदार्थ के बहिर्वाह की गति प्रकाश की गति के करीब है, इस क्षेत्र में तापमान और चुंबकीय क्षेत्र बहुत अधिक हैं। ऐसा जेट गामा विकिरण का प्रवाह उत्पन्न करने में सक्षम है। इस घटना को "सुपरनोवा" शब्द के अनुरूप हाइपरनोवा कहा जाता था।
गामा-किरणों के लंबे फटने में से कई को दूर की आकाशगंगाओं में एक असामान्य स्पेक्ट्रम वाले सुपरनोवा के साथ काफी मज़बूती से पहचाना जाता है। रेडियो रेंज में उनके अवलोकन ने अल्ट्रा-रिलेटिविस्टिक जेट्स के संभावित अस्तित्व का संकेत दिया।
न्यूट्रॉन तारे की टक्कर
मॉडल के अनुसार, बड़े पैमाने पर न्यूट्रॉन तारे या न्यूट्रॉन स्टार-ब्लैक होल जोड़ी के विलय होने पर शॉर्ट बर्स्ट होते हैं। इस तरह की घटना को एक विशेष नाम मिला है - "किलोन", क्योंकि इस प्रक्रिया में उत्सर्जित ऊर्जा परिमाण के तीन आदेशों से नए सितारों की ऊर्जा रिहाई से अधिक हो सकती है।
सुपरमैसिव घटकों का एक जोड़ा पहले गुरुत्वाकर्षण तरंगों को उत्सर्जित करने वाला एक बाइनरी सिस्टम बनाता है। नतीजतन, सिस्टम ऊर्जा खो देता है, और इसके घटक तेजी से सर्पिल प्रक्षेपवक्र के साथ एक दूसरे पर गिरते हैं। उनका विलय एक विशेष विन्यास के एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के साथ तेजी से घूमने वाली वस्तु उत्पन्न करता है, जिसके कारण, फिर से, अल्ट्रा-रिलेटिविस्टिक जेट बनते हैं।
सिमुलेशन से पता चलता है कि परिणाम एक ब्लैक होल है जिसमें एक एक्स्रीशनरी प्लाज़्मा टॉरॉयड 0.3 सेकंड में ब्लैक होल पर गिरता है। अभिवृद्धि द्वारा उत्पन्न अल्ट्रा-रिलेटिविस्टिक जेट का अस्तित्व उतना ही समय तक रहता है। अवलोकन संबंधी आंकड़े आम तौर पर इस मॉडल के अनुरूप होते हैं।
अगस्त 2017 में, गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर LIGO और कन्या ने 130 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर एक आकाशगंगा में न्यूट्रॉन स्टार विलय का पता लगाया। किलोनोवा के संख्यात्मक पैरामीटर सिमुलेशन की भविष्यवाणी के समान नहीं थे। लेकिन गुरुत्वाकर्षण तरंग घटना के साथ गामा-रे रेंज में एक छोटा फट गया, साथ ही एक्स-रे में इन्फ्रारेड तरंगदैर्ध्य पर प्रभाव पड़ा।
अजीब फ्लैश
14 जून 2006 को, स्विफ्ट गामा वेधशाला ने 1.6 अरब प्रकाश वर्ष दूर स्थित एक बहुत बड़ी आकाशगंगा में एक असामान्य घटना का पता लगाया। इसकी विशेषताएं लंबी और छोटी चमक दोनों के मापदंडों के अनुरूप नहीं थीं। गामा-रे बर्स्ट GRB 060614 में दो दालें थीं: पहली, 5 सेकंड से कम लंबी एक कठोर नाड़ी, और फिर नरम गामा किरणों की 100-सेकंड की "पूंछ"। आकाशगंगा में सुपरनोवा के संकेतों का पता नहीं लगाया जा सका।
इतना समय पहले भी इसी तरह की घटनाएं देखी गई थीं, लेकिन वे लगभग 8 गुना कमजोर थीं। तो यह हाइब्रिड उछाल अभी तक सैद्धांतिक मॉडल के ढांचे में फिट नहीं है।
विसंगत गामा-रे बर्स्ट जीआरबी 060614 की उत्पत्ति के बारे में कई परिकल्पनाएं की गई हैं। में-सबसे पहले, हम मान सकते हैं कि यह वास्तव में लंबा है, और कुछ विशिष्ट परिस्थितियों के कारण अजीब विशेषताएं हैं। दूसरे, फ्लैश छोटा था, और किसी कारण से घटना की "पूंछ" ने बड़ी लंबाई हासिल कर ली। तीसरा, यह माना जा सकता है कि खगोल भौतिकीविदों ने एक नए प्रकार के फटने का सामना किया है।
एक पूरी तरह से विदेशी परिकल्पना भी है: जीआरबी 060614 के उदाहरण पर, वैज्ञानिकों को तथाकथित "व्हाइट होल" का सामना करना पड़ा। यह अंतरिक्ष-समय का एक काल्पनिक क्षेत्र है जिसमें एक घटना क्षितिज होता है, लेकिन एक सामान्य ब्लैक होल के विपरीत समय अक्ष के साथ चलता है। सिद्धांत रूप में, सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के समीकरण श्वेत छिद्रों के अस्तित्व की भविष्यवाणी करते हैं, लेकिन उनकी पहचान के लिए कोई पूर्वापेक्षाएँ नहीं हैं और ऐसी वस्तुओं के निर्माण के तंत्र के बारे में कोई सैद्धांतिक विचार नहीं हैं। सबसे अधिक संभावना है, रोमांटिक परिकल्पना को छोड़ना होगा और पुनर्गणना मॉडल पर ध्यान केंद्रित करना होगा।
संभावित खतरा
ब्रह्मांड में गामा-किरणों का फटना सर्वव्यापी है और अक्सर होता है। एक स्वाभाविक प्रश्न उठता है: क्या वे पृथ्वी के लिए खतरा पैदा करते हैं?
जैवमंडल के परिणामों की सैद्धांतिक रूप से गणना की गई, जिससे तीव्र गामा विकिरण हो सकता है। तो, 1052 erg की ऊर्जा रिलीज के साथ (जो 1039 MJ या लगभग 3.3∙1038 से मेल खाती है) kWh) और 10 प्रकाश वर्ष की दूरी पर फटने का प्रभाव विनाशकारी होगा। यह गणना की गई है कि गोलार्ध में पृथ्वी की सतह के हर वर्ग सेंटीमीटर पर गामा किरणों की चपेट में आने का दुर्भाग्य होगाप्रवाह, 1013 erg, या 1 MJ, या 0.3 kWh ऊर्जा जारी की जाएगी। दूसरा गोलार्द्ध भी संकट में नहीं होगा - वहां सभी जीवित चीजें मर जाएंगी, लेकिन थोड़ी देर बाद, माध्यमिक प्रभावों के कारण।
हालांकि, इस तरह के दुःस्वप्न से हमें खतरा होने की संभावना नहीं है: सूर्य के पास कोई तारे नहीं हैं जो इतनी राक्षसी ऊर्जा रिलीज प्रदान कर सकें। ब्लैक होल या न्यूट्रॉन स्टार बनने की नियति से हमारे पास के तारों को भी कोई खतरा नहीं है।
बेशक, गामा-किरणों के फटने से जीवमंडल के लिए एक गंभीर खतरा पैदा हो जाएगा और बहुत अधिक दूरी पर, हालांकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि इसका विकिरण समस्थानिक रूप से नहीं फैलता है, बल्कि एक संकीर्ण धारा में होता है।, और पृथ्वी से इसमें गिरने की संभावना सामान्य रूप से ध्यान न देने की तुलना में बहुत कम है।
सीखने के दृष्टिकोण
ब्रह्मांडीय गामा-किरणों का फटना लगभग आधी सदी के लिए सबसे बड़े खगोलीय रहस्यों में से एक रहा है। अब उनके बारे में ज्ञान का स्तर अवलोकन उपकरण (अंतरिक्ष वाले सहित), डेटा प्रोसेसिंग और मॉडलिंग के तेजी से विकास के कारण बहुत उन्नत है।
उदाहरण के लिए, बहुत पहले नहीं फट घटना की उत्पत्ति को स्पष्ट करने के लिए एक महत्वपूर्ण कदम उठाया गया था। फ़र्मी उपग्रह से डेटा का विश्लेषण करते समय, यह पाया गया कि गामा विकिरण इंटरस्टेलर गैस के प्रोटॉन के साथ अल्ट्रारिलेटिविस्टिक जेट के प्रोटॉन के टकराव से उत्पन्न होता है, और इस प्रक्रिया के विवरण को परिष्कृत किया गया था।
यह रेडशिफ्ट Z=10 द्वारा निर्धारित दूरी तक अंतरिक्ष गैस के वितरण के अधिक सटीक माप के लिए दूर की घटनाओं के बाद की चमक का उपयोग करने वाला माना जाता है।
उसी समयफटने की अधिकांश प्रकृति अभी भी अज्ञात है, और हमें इन वस्तुओं के अध्ययन में नए दिलचस्प तथ्यों के उद्भव और आगे की प्रगति की प्रतीक्षा करनी चाहिए।
