বড় করা / একটি ব্ল্যাক হোল গঠনের জন্য দুটি নিউট্রন তারার একত্রিতকরণের শিল্পীর উপস্থাপনা (চিত্রের কেন্দ্রে উজ্জ্বল স্ফীতির মধ্যে লুকানো)। একত্রীকরণ বিরোধী, উচ্চ-শক্তির জেট পদার্থের (নীল) উৎপন্ন করে যা নক্ষত্রের চারপাশে উপাদানকে উত্তপ্ত করে, এটি এক্স-রে (লাল মেঘ) নির্গত করে।

নাসা/সিএক্সসি/এম ওয়েইস

2017 সালে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা “কিলোনোভা” নামে পরিচিত একটি ঘটনা সনাক্ত করেছিলেন: শক্তিশালী গামা-রশ্মি বিস্ফোরণ সহ দুটি নিউট্রন তারার একীভূতকরণ। দ্য অ্যাস্ট্রোফিজিক্যাল জার্নাল লেটার্স-এ প্রকাশিত একটি নতুন গবেষণাপত্র অনুসারে, সাড়ে তিন বছর পরে, জ্যোতির্পদার্থবিদরা রহস্যময় এক্স-রে দেখেছেন যা তারা বিশ্বাস করেন যে এটি কিলোনোভা “আফটারগ্লো” এর প্রথম সনাক্তকরণ হতে পারে। বিকল্পভাবে, জ্যোতির্পদার্থবিদরা যা দেখেছিলেন তা হতে পারে একত্রিত হওয়ার পরে গঠিত ব্ল্যাক হোলে পদার্থের পড়ার প্রথম পর্যবেক্ষণ।

আমরা পূর্বে রিপোর্ট করেছি, LIGO লেজার ইন্টারফেরোমেট্রির মাধ্যমে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সনাক্ত করে। এই পদ্ধতিটি দূরত্বে অবস্থিত দুটি বস্তুর মধ্যে দূরত্বের ক্ষুদ্র পরিবর্তনগুলি পরিমাপ করতে উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার ব্যবহার করে। (LIGO এর হ্যানফোর্ড, ওয়াশিংটন এবং লিভিংস্টন, লুইসিয়ানাতে ডিটেক্টর রয়েছে। ইতালিতে একটি তৃতীয় ডিটেক্টর, অ্যাডভান্সড ভিআরজিও নামে পরিচিত, 2016 সালে অনলাইনে এসেছিল।) তিনটি ডিটেক্টর থাকার মানে বিজ্ঞানীরা ত্রিভুজাকার এবং আরও ভালভাবে নির্ণয় করতে পারেন যেখানে রাতের আকাশে কোন বিকট শব্দ হয়। থেকে আসছে

আরও সাতটি বাইনারি ব্ল্যাক হোল একীভূতকরণ ছাড়াও, LIGO-এর দ্বিতীয় দৌড়, 30 নভেম্বর, 2016 থেকে 25 আগস্ট, 2017 পর্যন্ত, একটি সনাক্ত করেছে বাইনারি নিউট্রন-স্টার মার্জার একটি যুগপত সঙ্গে গামা-রশ্মি বিস্ফোরিত এবং বাকি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বর্ণালীতে সংকেত। ইভেন্টটি এখন GW170817 নামে পরিচিত। এই সংকেতগুলির মধ্যে ভারী উপাদানগুলির টেলটেল স্বাক্ষর অন্তর্ভুক্ত ছিল – বিশেষত সোনা, প্ল্যাটিনাম এবং ইউরেনিয়াম – সংঘর্ষের ফলে তৈরি। বেশিরভাগ হালকা উপাদানগুলি সুপারনোভা নামে পরিচিত বিশাল নক্ষত্রের মৃত্যু-থ্রো বিস্ফোরণে নকল করা হয়, তবে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা দীর্ঘকাল ধরে তত্ত্ব দিয়েছিলেন যে দুটি নিউট্রন তারা সংঘর্ষে উত্পাদিত কিলোনভাসে ভারী উপাদানগুলির উৎপত্তি হতে পারে।

2017 সালের কিলোনোভা সনাক্তকরণ প্রমাণ দিয়েছে যে সেই জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সঠিক ছিলেন। এই ধরনের স্বর্গীয় ঘটনা রেকর্ড করা ছিল নজিরবিহীন, এবং এটি আনুষ্ঠানিকভাবে তথাকথিত “এ নতুন যুগের সূচনা করেছে”মাল্টি-মেসেঞ্জার জ্যোতির্বিদ্যা

তখন থেকেই, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা একটি অনুরূপ অপটিক্যাল স্বাক্ষর খুঁজছেন যখনই LIGO / VIRGO নিউট্রন তারকা একত্রিতকরণ বা সম্ভাব্য নিউট্রন তারকা-ব্ল্যাক হোল একত্রিতকরণের জন্য একটি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সংকেত গ্রহণ করে। অনুমান করা হয়েছিল যে ব্ল্যাক হোল-ব্ল্যাক হোল একত্রিতকরণ কোনও অপটিক্যাল স্বাক্ষর তৈরি করবে না, তাই 2020 পর্যন্ত – এমনকি একটি খোঁজারও কোন মানে ছিল না। তখনই জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা খুঁজে পান প্রথম প্রমাণ ঠিক যেমন একটি ঘটনা. জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা একটি রোবোটিক আকাশ জরিপের সময় সংগৃহীত তথ্যের সাথে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ ডেটা একত্রিত করে আবিষ্কারটি করেছেন।

কিন্তু 2017 কিলোনোভা অনন্য রয়ে গেছে, নতুন পেপারের প্রধান লেখক এবং নর্থওয়েস্টার্ন ইউনিভার্সিটির একজন স্নাতক ছাত্র অপরাজিতা হাজেলার মতে। হাজেলা কিলোনোভাকে ডাকে “এর ধরণের একমাত্র ঘটনা” এবং “আমাদের ক্ষেত্রের বেশ কয়েকটি প্রথম পর্যবেক্ষণের একটি গুপ্তধনের বক্ষ।” নর্থওয়েস্টার্ন এবং ইউনিভার্সিটি অফ ক্যালিফোর্নিয়া, বার্কলে-এর অন্যান্য জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের সাথে, তিনি GW170817 এর বিবর্তন পর্যবেক্ষণ করছেন যেহেতু LIGO/Virgo প্রথম স্থান-ভিত্তিক ব্যবহার করে এটি সনাক্ত করেছিল চন্দ্র এক্স-রে অবজারভেটরি.

মহাকাশ-ভিত্তিক চন্দ্র এক্স-রে অবজারভেটরির চিত্র, যা এখন পর্যন্ত নির্মিত সবচেয়ে সংবেদনশীল এক্স-রে টেলিস্কোপ।
বড় করা / মহাকাশ-ভিত্তিক চন্দ্র এক্স-রে অবজারভেটরির চিত্র, যা এখন পর্যন্ত নির্মিত সবচেয়ে সংবেদনশীল এক্স-রে টেলিস্কোপ।

NASA / CXC / NGST (পাবলিক ডোমেইন)

একত্রিত হওয়ার কয়েক সপ্তাহ পরে চন্দ্র প্রথম GW170817 থেকে এক্স-রে এবং রেডিও নির্গমন সনাক্ত করেন, যা 900 দিন ধরে অব্যাহত ছিল। কিন্তু সেই প্রারম্ভিক এক্স-রেগুলি, আলোর গতির কাছাকাছি চলে যাওয়া একত্রিতকরণের ফলে একটি জেট দ্বারা চালিত, 2018 সালের শুরুর দিকে বিবর্ণ হতে শুরু করে। যাইহোক, মার্চ 2020 থেকে সেই বছরের শেষ পর্যন্ত, উজ্জ্বলতার তীব্র হ্রাস বন্ধ হয়ে যায় এবং এক্স-রে নির্গমন উজ্জ্বলতার ক্ষেত্রে মোটামুটি ধ্রুবক হয়ে উঠেছে।

রহস্য সমাধানে সাহায্য করার জন্য, হাজেলা এবং তার দল একত্রিত হওয়ার 3.5 বছর পরে, 2020 সালের ডিসেম্বরে চন্দ্র এবং খুব বড় অ্যারে (VLA) উভয়ের সাথে অতিরিক্ত পর্যবেক্ষণমূলক ডেটা সংগ্রহ করেছিল। এটি হাজেলাই ছিল যিনি আশ্চর্যজনকভাবে শক্তিশালী এবং উজ্জ্বল এক্স-রে নির্গমনের একটি বিজ্ঞপ্তির মাধ্যমে ভোর 4 টায় জেগেছিলেন — যদি নির্গমনটি শুধুমাত্র জেট দ্বারা চালিত হয় তবে এই সময়ে প্রত্যাশিত থেকে চার গুণ বেশি। (ভিএলএ কোন রেডিও নির্গমন গ্রহণ করেনি।) এই নতুন নির্গমন 700 দিন ধরে একটি স্থির স্তরে রয়েছে।

এর মানে এক্স-রেগুলির একটি সম্পূর্ণ ভিন্ন উত্স অবশ্যই তাদের শক্তি দিচ্ছে। একটি সম্ভাব্য ব্যাখ্যা হল যে একত্রীকরণ থেকে বিস্তৃত ধ্বংসাবশেষ জেট ছাড়াও একটি শক ওয়েভ তৈরি করেছে, যা একটি সোনিক বুমের মতো। সেই ক্ষেত্রে, একত্রিত নিউট্রন তারাগুলি অবিলম্বে একটি ব্ল্যাক হোলে ভেঙে পড়তে পারে না। পরিবর্তে, তারাগুলি এক সেকেন্ডের জন্য দ্রুত নিচের দিকে ঘুরছে। এই দ্রুত ঘূর্ণনটি সংক্ষিপ্তভাবে মহাকর্ষীয় পতনকে প্রতিহত করতে যথেষ্ট লম্বা ভারী কিলোনোভা ইজেক্টার একটি দ্রুত লেজ তৈরি করতে পারে, যা শক ওয়েভকে চালিত করেছিল। সময়ের সাথে সাথে সেই ভারী ইজেক্টের গতি কমে যাওয়ায়, ধাক্কায় এর গতিশক্তি তাপে রূপান্তরিত হয়।

“এটা শুধু পড়ে যাবে। সম্পন্ন. “

“যদি একত্রিত নিউট্রন নক্ষত্রগুলি মধ্যবর্তী পর্যায় ছাড়াই সরাসরি একটি ব্ল্যাক হোলে ভেঙে পড়ে, তবে এই এক্স-রে অতিরিক্ত ব্যাখ্যা করা খুব কঠিন হবে যা আমরা এখনই দেখছি, কারণ জিনিসগুলি বাউন্স করার জন্য কোনও শক্ত পৃষ্ঠ থাকবে না এবং এই আফটারফ্লো তৈরি করতে উচ্চ বেগে উড়ে যান, ” সহ-লেখক রাফায়েলা মারগুট্টি বলেছেন UC বার্কলে এর. “এটা শুধু পড়ে যাবে। হয়ে গেছে। আমি বৈজ্ঞানিকভাবে উত্তেজিত হওয়ার আসল কারণ হল এই সম্ভাবনা যে আমরা জেটের চেয়ে বেশি কিছু দেখছি। আমরা শেষ পর্যন্ত নতুন কমপ্যাক্ট অবজেক্ট সম্পর্কে কিছু তথ্য পেতে পারি।”

কলাম্বিয়া ইউনিভার্সিটির ব্রায়ান মেটজগার একটি বিকল্প পরিস্থিতির প্রস্তাব করেছিলেন: এক্স-রে নির্গমনটি একত্রিতকরণের সময় তৈরি হওয়া পিছনের গর্তে পড়ে থাকা পদার্থ দ্বারা চালিত হতে পারে। হাজেলার মতে এটিও একটি বৈজ্ঞানিক প্রথম, যেহেতু এই ধরনের দীর্ঘমেয়াদী বৃদ্ধি আগে কখনো দেখা যায়নি।

সামনে আরও পর্যবেক্ষণের পরিকল্পনা রয়েছে এবং সেই ডেটা সমস্যা সমাধানে সাহায্য করবে৷ যদি এক্স-রে এবং রেডিও নির্গমন আগামী কয়েক মাস বা বছরের মধ্যে উজ্জ্বল হয়, তাহলে এটি কিলোনোভা আফটার গ্লো দৃশ্যকল্প নিশ্চিত করবে। যদি এক্স-রে নির্গমন তীব্রভাবে হ্রাস পায় বা স্থির থাকে, কোন সহগামী রেডিও নির্গমন না হয়, তাহলে এটি ব্ল্যাক হোলের ক্রমবর্ধমান দৃশ্যকে নিশ্চিত করবে।

নির্বিশেষে, “এটি হয় প্রথমবারের মতো আমরা একটি কিলোনোভা আফটারগ্লো দেখেছি বা নিউট্রন তারকা একত্রিত হওয়ার পরে একটি ব্ল্যাক হোলে পদার্থ পড়তে দেখেছি।” বলেছেন সহ-লেখক জো ব্রাইট, UC বার্কলে পোস্টডক. “হয় ফলাফল অত্যন্ত উত্তেজনাপূর্ণ হবে।”

DOI: Astrophysical Journal Letters, 2022. 10.48550 / arXiv.2104.02070 (DOI সম্পর্কে)।