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Wednesday, June 16, 2021

हमने एक ब्लैक होल को एक तारे को चीरते हुए न्यूट्रिनो को विस्फोट से उड़ाया है

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नई वैज्ञानिक डिफ़ॉल्ट छवि

सुपरमैसिव ब्लैक होल के चारों ओर अभिवृद्धि डिस्क का दृश्य, जिसमें जेट जैसी संरचनाएं डिस्क से दूर बहती हैं

DESY, विज्ञान संचार लैब

एक दूर की आकाशगंगा में, एक सुपरमैसिव ब्लैक होल ने एक तारे को बिट्स तक चीर दिया, जिससे ऊर्जा का एक विशाल विस्फोट हुआ। पहली बार, शोधकर्ताओं ने एक न्युट्रीनो देखा है जो संभवतः इस प्रकार के प्रलय से आया है, जिसे एक ज्वार-भाटा विघटन घटना या TDE कहा जाता है।

न्यूट्रीनो छोटे कण होते हैं जो शायद ही कभी अन्य पदार्थों के साथ बातचीत करते हैं, जिससे उनका पता लगाना बेहद मुश्किल हो जाता है। 1 अक्टूबर 2019 को, अंटार्कटिका में आइसक्यूब न्यूट्रिनो वेधशाला अपेक्षाकृत उच्च ऊर्जा के साथ एक न्यूट्रिनो को देखा, जो हमारी आकाशगंगा से परे से आया था।

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इस बीच, जर्मन इलेक्ट्रॉन सिंक्रोट्रॉन (DESY) में रॉबर्ट स्टीन और उनके सहयोगी एक स्टार को देखने के लिए कैलिफ़ोर्निया में ज़्विकी ट्रांसिएंट फैसिलिटी का उपयोग कर रहे थे, जो एक सुपरमैसिव ब्लैक होल के बहुत करीब पहुंच गया था। ब्लैक होल के चरम गुरुत्वाकर्षण ने तारे को काट दिया, जिससे एक TDE बना जो महीनों तक चला। TDE और IceCube न्यूट्रिनो आकाश में एक ही स्थान से आए थे, यह दर्शाता है कि रिप्ड-अप स्टार ने न्यूट्रिनो का उत्पादन किया होगा।

स्टीन कहते हैं, “सिद्धांतकारों ने प्रस्तावित किया था कि कुछ न्यूट्रिनो टीडीई से आ सकते हैं और हमारे यहाँ जो कुछ भी है, वह उस दावे का समर्थन करने वाला पहला अवलोकन प्रमाण है।” एक उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो का उत्पादन करने के लिए, एक कण – आम तौर पर एक प्रोटॉन – को एक असाधारण उच्च गति के लिए त्वरित किया जाना चाहिए और फिर दूसरे प्रोटॉन या एक फोटॉन से टकरा जाना चाहिए, जिससे यह न्यूट्रिनो सहित छोटे कणों में अलग हो जाता है। ब्रह्मांड में कुछ घटनाएं हैं जो उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो उत्पन्न करने के लिए आवश्यक त्वरण का उत्पादन करती हैं। अब ऐसा प्रतीत होता है कि TDEs ऐसा कर सकते हैं।

हालाँकि, हम इस कण त्वरण के सटीक तंत्र को नहीं जानते हैं। यह एक रहस्य है जिसे इस तथ्य से और भी अधिक भ्रमित किया जाता है कि न्यूट्रीनो को TDE की गतिविधि के चरम के 154 दिनों बाद पता चला था।

“आपको यह समझाना होगा कि शिखर के बाद न्यूट्रिनो इतनी देर से क्यों आता है – न्यूट्रिनो आधे साल बाद आया,” वाल्टर विंटर डेसी कहते हैं। “स्वाभाविक रूप से, आप यह उम्मीद नहीं करेंगे।” एरिज़ोना स्टेट यूनिवर्सिटी में विंटर और सेसिलिया लूनारदिनी एक ऐसा परिदृश्य लेकर आए, जो बता सकता है कि न्यूट्रिनो इतनी देरी से क्यों पहुंचे।

TDE में स्टार के फटने के बाद, इसका मामला ब्लैक होल के चारों ओर एक डिस्क में फैल जाता है। विंटर और लूनारदिनी का सुझाव है कि इस मामले में से कुछ को शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र द्वारा जेट में फ़नल किया जा सकता है, जो कणों को उच्च गति तक पहुंचाएगा।

लुनारदिनी कहती हैं, “हमारे पास इस तरह का शंकुवृक्ष है जो पदार्थ की बूँदें बिखेरता है।” “इन ब्लॉब्स के टकराव में प्रोटॉन त्वरित होते हैं।” लेकिन एक न्यूट्रिनो बनाने के लिए, तेजी से बढ़ने वाले प्रोटॉन को कुछ में दुर्घटनाग्रस्त होना पड़ता है। शोधकर्ताओं का सुझाव है कि देरी किसी अन्य प्रकार के कण – फोटॉनों के लिए प्रतीक्षा करने की आवश्यकता के कारण हो सकती है – ब्लैक होल के चारों ओर, प्रकाश के एक प्रकार के बादल के निर्माण के लिए। फिर एक प्रोटॉन-फोटॉन टक्कर का मौका है।

एक्स-रे अवलोकनों से पता चला कि जब इस टीडीई ने हमारे द्वारा स्पॉट किए गए अन्य लोगों की तुलना में अधिक एक्स-रे उत्सर्जित किए, तो वे उसी समय तेजी से फीके पड़ गए, जब न्यूट्रिनो का उत्पादन हुआ था। विंटर और लूनारदिनी का सुझाव है कि यह फोटॉन क्लाउड एक्स-रे के अस्पष्ट होने के कारण हो सकता है, जबकि जेट में प्रोटॉन को न्यूट्रिनोस उत्पन्न करने के लिए कुछ स्मैश करने के लिए भी दिया जाता है।

“अगर यह वास्तविक है, तो हम जानते हैं कि TDEs न्यूट्रिनों का एक महत्वपूर्ण स्रोत है, ताकि अकेले एक नई चीज हो,” लूनारदिनी कहते हैं। “यह सुझाव देता है कि एक्स-रे में विशेष रूप से उज्ज्वल होने वाले टीडीई को विशेष रुचि होनी चाहिए और हमें शायद उनकी अधिक जांच करनी चाहिए।”

जर्नल संदर्भ: प्रकृति खगोल विज्ञान, DOI: 10.1038 / s41550-020-01295-8, DOI: 10.1038 / s41550-021-01305-3

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