पृथ्वी से लगभग 90.7 मिलियन प्रकाश-वर्ष दूर स्थित सर्पिल आकाशगंगा एनजीसी 2139 के किनारे पर 2023 में खोजे गए सुपरनोवा एसएन 2023जेडसीयू के विकास का विस्तृत अध्ययन स्थानीय ब्रह्मांड की दूरी का अनुमान लगाने में मदद कर सकता है।

सुपरनोवा (एसएनई) ब्रह्मांड के सबसे भयंकर विस्फोटों में से एक हैं। कोर-कोलैप्स सुपरनोवा (सीसीएसएनई) भी एक ऐसा ही ब्रह्मांडीय विस्फोट है जो तब होता है जब एक विशाल तारा अपना परमाणु ईंधन समाप्त कर देता है और गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के विरुद्ध स्वयं को बनाए रखने में असमर्थ हो जाता है। यह नाटकीय अंत इतना चमकीला हो सकता है कि यह दूर की आकाशगंगा में भी दिखाई देता है। सुपरनोवा न केवल बहुत चमकीले होते हैं, बल्कि ब्रह्मांड के विकास के लिए भी अत्यंत महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे विशाल पुनर्चक्रण केंद्रों के रूप में कार्य करते हैं, भारी तत्वों का निर्माण और प्रकीर्णन करते हैं जो अंततः नए तारों, ग्रहों और यहां तक ​​कि जीवन के निर्माण खंड बन जाते हैं।

कोर-कोलैप्स सुपरनोवा का सबसे आम प्रकार टाइप आईआईपी है, जो तब होता है जब एक विशाल लाल सुपरजायंट तारा (सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 8-17 गुना) अपने जीवन के अंत तक पहुंच जाता है। जब तारे का कोर एक प्रोटो-न्यूट्रॉन तारे में बदल जाता है, तो बाहरी पदार्थ अंदर की ओर गिरता है, फिर सतह से टकराकर वापस उछलता है, जिससे एक शक्तिशाली शॉक वेव उत्पन्न होती है। जब यह शॉक सतह तक पहुंचता है, तो तारे की बाहरी परतें टूटकर अंतरिक्ष में फैल जाती हैं। इसके तुरंत बाद सुपरनोवा सबसे चमकीला हो जाता है। जैसे-जैसे ये परतें फैलती रहती हैं, वे धीरे-धीरे ठंडी होती जाती हैं और ऊर्जा खोती जाती हैं-इस अवस्था को शॉक कूलिंग कहा जाता है। इसके बाद, कुछ महीनों तक एक ऐसा चरण रहता है जब सुपरनोवा अपारदर्शी बना रहता है।

चित्र I : मेजबान आकाशगंगा में एसएन 2023जेडसीयू की स्थिति को दर्शाया गया है, साथ ही अन्य दो एसएन 1995एडी और 2022क्यूएचवाई को भी दर्शाया गया है, जो पहले उसी आकाशगंगा में विस्फोटित हुए थे।

 

इस दौरान, इसकी ऊर्जा मुख्य रूप से तारे की बाहरी परतों में हाइड्रोजन के पुनर्संयोजन से प्राप्त होती है। चूंकि लाल सुपरजायंट्स में हाइड्रोजन का आवरण बड़ा होता है, इसलिए चमक लगभग स्थिर रहती है, जिससे प्रकाश वक्र में एक "पठार" बनता है, जो अन्य उपवर्गों से अलग एक विशिष्ट विशेषता है। स्पेक्ट्रोस्कोपिक विकास में भी एच की प्रचुरता स्पष्ट है, जिसमें एक प्रमुख एचअल्फा पी-सिग्नी प्रोफ़ाइल दिखाई देती है।

8 दिसंबर 2023 को, सर्पिल आकाशगंगा एनजीसी 2139 के किनारे पर, 27.8 एमपीसी की दूरी पर स्थित एसएन 2023जेडसीयू की खोज की गई। विस्फोट के एक दिन के भीतर ही इस एसएन की खोज हो गई थी। ज़मीन और अंतरिक्ष आधारित दूरबीनों द्वारा व्यापक फोटोमेट्रिक और स्पेक्ट्रोस्कोपिक अवलोकन किए गए हैं। विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के अधीन एक स्वायत्त संस्थान आर्यभट्ट अनुसंधान विज्ञान संस्थान (एआरआईईएस) की मोनालिसा दुबे, डॉ. कुंतल मिश्रा और नवीन दुकिया ने अन्य अंतरराष्ट्रीय शोधकर्ताओं के साथ मिलकर इस विस्तृत अध्ययन को 'द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल' में प्रकाशित किया है। यह शोधपत्र सटीक दूरी मापन सहित एसएन विकास के विभिन्न चरणों का विस्तृत विश्लेषण प्रस्तुत करता है।

एक्सपैंडिंग फोटोस्फेरिक मेथड (ईपीएम) का उपयोग करके सुपरनोवा की दूरी लगभग 27 एमपीसी होने का अनुमान लगाया गया है। इस विधि में सुपरनोवा की फैलती हुई सतह के वास्तविक आकार की तुलना उसकी चमक से करके दूरी की गणना की जाती है। यह विधि विशेष रूप से टाइप आईआईपी सुपरनोवा के लिए कारगर है, क्योंकि उनकी मोटी हाइड्रोजन परत एक स्पष्ट, सुव्यवस्थित सतह बनाती है जो ब्लैकबॉडी विकिरण का बारीकी से अनुसरण करती है। इसके अतिरिक्त, उनका विशिष्ट पठारी स्थिति स्थिर और पूर्वानुमानित परिस्थितियां प्रदान करता है, और उनके अपेक्षाकृत सरल, हाइड्रोजन-प्रधान स्पेक्ट्रा तापमान और विस्तार वेग के अधिक सटीक मापन की अनुमति देते हैं, जिससे ईपीएम की मान्यताएं अन्य प्रकार के सुपरनोवा की तुलना में कहीं अधिक विश्वसनीय हो जाती हैं।

चित्र 2 : एक्सपैंडिंग फोटोस्फेरिक मेथड (ईपीएम) का उपयोग करके एसएन की दूरी का मापन (बायां पैनल)। जनक के गुणों का अनुमान लगाने के लिए एसएन के बोलोमेट्रिक प्रकाश वक्र पर अर्ध-विश्लेषणात्मक मॉडलिंग की गई। (दायां पैनल)

 

प्रारंभिक स्पेक्ट्रा सुपरनोवा पदार्थ और आसपास की गैस के बीच बहुत कम अंतःक्रिया दर्शाते हैं, जिससे पता चलता है कि विस्फोट से पहले तारे ने केवल थोड़ी मात्रा में द्रव्यमान खोया था। पठारी अवस्था के दौरान, स्पेक्ट्रा में हाइड्रोजन की प्रबल विशेषताएं दिखाई देती हैं, साथ ही लोहा, सोडियम और कैल्शियम जैसे तत्वों की रेखाएं भी दिखती हैं, जो दर्शाती हैं कि विस्फोट में नए तत्वों का निर्माण हुआ था। निहारिका अवस्था में, सुपरनोवा पदार्थ पारदर्शी हो जाता है और स्पेक्ट्रम में मुख्य रूप से उत्सर्जन रेखाएं दिखाई देती हैं। गैस के बहुत विरल होने के कारण, ऑक्सीजन, लोहा, कैल्शियम और मैग्नीशियम जैसे तत्वों की विशेष "निषिद्ध" रेखाएं भी दिखाई देती हैं।

बोलोमेट्रिक ल्यूमिनोसिटी किसी सुपरनोवा द्वारा पराबैंगनी से अवरक्त तक प्रकाश की सभी तरंग दैर्ध्यों में उत्सर्जित कुल ऊर्जा है, जो इसकी चमक का पूर्ण माप प्रदान करती है। बोलोमेट्रिक ल्यूमिनोसिटी का मॉडल बनाकर, वैज्ञानिकों का अनुमान है कि मूल तारे का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 12 गुना और विस्फोट ऊर्जा लगभग 2 × 10⁵¹ एर्ग थी। ये मान लाल सुपरजायंट तारों के विस्फोटों के लिए सामान्य हैं।

सुपरनोवा के उदय, स्थिर अवस्था और निहारिका अवस्थाओं के दौरान लगातार अवलोकन और नियमित निगरानी से वैज्ञानिकों को इसके विकास को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलती है। यह अध्ययन इन शक्तिशाली विस्फोटों के बारे में हमारे ज्ञान को बढ़ाता है।

प्रकाशन लिंक: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2026ApJ...999...93D/abstract

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