Triple radio flares from tidal disruption events: jet-wind collisions and the discovery of a third radio flare from AT2020vwl
यह शोध पत्र एक सैद्धांतिक ढांचा प्रस्तुत करता है जो एक तेज़ जेट और एक धीमी हवा के टकराव के कारण होने वाली ज्वारीय व्यवधान घटनाओं (TDE) में तीसरे रेडियो फ्लेयर की भविष्यवाणी करता है, और TDE AT2020vwl में ऐसे फ्लेयर की खोज के माध्यम से इस भविष्यवाणी की पुष्टि करता है और ASASSN-15oi तथा AT2024tvd के लिए समान भविष्य की घटनाओं का पूर्वानुमान लगाता है।
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एक आकाशगंगा के केंद्र की कल्पना एक ब्रह्मांडीय खेल के मैदान के रूप में करें जहाँ एक सुपरमैसिव ब्लैक होल का वर्चस्व है, एक ऐसा गुरुत्वाकर्षण दानव जो इतना भारी है कि वह पूरे के पूरे सितारों को निगल सकता है। जब कोई तारा बहुत करीब आ जाता है, तो ब्लैक होल के ज्वारीय बल (टाइडल फोर्सेस) उसे एक शानदार घटना में फाड़ देते हैं जिसे 'टाइडल डिसरप्शन इवेंट' (TDE) कहा जाता है। इसे ब्रह्मांडीय 'स्पैगेटीफिकेशन' की तरह समझें, जहाँ तारे को गैस की एक लंबी धारा में खींच दिया जाता है और फिर उसे निगल लिया जाता है। जैसे ही यह गैस अंदर की ओर घूमती है, यह एक गर्म, घूमती हुई डिस्क बनाती है और ऊर्जा के शक्तिशाली विस्फोट छोड़ती है। खगोलशास्त्री पूरे ब्रह्मांड में इन घटनाओं पर नज़र रखते हैं, लेकिन उन्हें मिलने वाले रेडियो संकेत एक जटिल रेडियो नाटक की तरह होते हैं: कभी सिग्नल तुरंत उभर आता है, कभी यह वर्षों बाद पहुँचता है, और कभी इसमें कई अंक (एक्ट्स) दिखाई देते हैं। बड़ा सवाल यह है कि इसकी पटकथा (स्क्रिप्ट) क्या है? क्या ये विस्फोट एक ही इंजन से आ रहे हैं, या ब्लैक होल संचालन के अलग-अलग मोड के बीच स्विच कर रहा है? इसे समझने से हमें यह जानने में मदद मिलती है कि ब्लैक होल कैसे खाते हैं, वे ऊर्जा कैसे लॉन्च करते हैं, और वे उन आकाशगंगाओं को कैसे आकार देते हैं जिनमें वे रहते हैं।
इस शोध पत्र में, लेखक तीन-अंकों वाले एक रेडियो नाटक के लिए एक विशिष्ट पटकथा प्रस्तावित करते हैं और फिर पहला वास्तविक प्रमाण पाते हैं कि यह खेला जा रहा है। वे सुझाव देते हैं कि कुछ ब्लैक होल के पास केवल एक प्रकार का आउटफ्लो नहीं होता; उनके पास दो अलग-अलग आउटफ्लो होते हैं जो अलग-अलग समय पर होते हैं। सबसे पहले, जब ब्लैक होल गैस की एक बड़ी मात्रा पर दावत उड़ा रहा होता है, तो वह एक धीमी, घनी "हवा" (विंड) फूँकता है जो आसपास के स्थान पर दबाव डालती है, जिससे पहला रेडियो फ्लेयर (चमक) पैदा होता है। बाद में, जैसे ही ब्लैक होल का भोजन धीमा होता जाता है, वह गियर बदल देता है और एक बहुत तेज़, केंद्रित "जेट" लॉन्च करता है। क्योंकि जेट तेज़ होता है, वह अंततः पीछे छोड़ी गई धीमी हवा का पीछा करता है और उसे पकड़ लेता है। लेखक भविष्यवाणी करते हैं कि जब यह तेज़ जेट पुरानी हवा के घने खोल (शेल) से टकराएगा, तो यह एक तीसरा, अलग रेडियो फ्लेयर बनाएगा—एक ब्रह्मांडीय "टक्कर" जो रेडियो आकाश को फिर से रोशन कर देगी।
टीम ने इस विचार का परीक्षण करने के लिए AT2020vwl नामक एक विशिष्ट घटना का अध्ययन किया। एक कंप्यूटर मॉडल का उपयोग करके, उन्होंने पहले दो फ्लेयर्स (हवा और जेट) की गति और स्थिति को ट्रैक किया ताकि यह भविष्यवाणी की जा सके कि जेट कब हवा को पकड़ेगा। उनके गणित ने कहा कि टक्कर तारे के नष्ट होने के लगभग 1,138 दिनों के बाद होनी चाहिए। फिर वे अपने टेलीस्कोपों के पास वापस गए और देखते रहे। और वह वहीं था: एक तीसरा रेडियो फ्लेयर बिल्कुल निर्धारित समय पर, लगभग 1,334वें दिन के आसपास दिखाई दिया। समय उनकी भविष्यवाणी से मेल खाता था, और रेडियो सिग्नल ठीक वैसा ही व्यवहार कर रहा था जैसा एक तेज़ वस्तु द्वारा एक धीमी, घनी दीवार से टकराने पर अपेक्षित होता है। यह खोज पहली बार है जब पहले दो भौतिक विज्ञान के आधार पर तीसरे फ्लेयर की अग्रिम भविष्यवाणी की गई है।
लेखकों ने अन्य दो TDEs को भी देखा ताकि यह देखा जा सके कि क्या यह पटकथा अन्य स्थानों पर भी लागू होती है। एक के लिए, ASASSN-15oi, गणित बताता है कि जेट हवा को पकड़ लेगा, लेकिन टक्कर एक ज़ोरदार टक्कर के बजाय एक हल्की सी Bump (झटका) होगी, इसलिए तीसरा फ्लेयर इतना धुंधला हो सकता है कि दिखाई न दे। दूसरे के लिए, AT2024tvd, जेट इतना तेज़ है कि एक टक्कर की भविष्यवाणी बहुत जल्द की गई है, जो किसी भी दिन हो सकती है। यह पत्र कई अन्य विचारों को भी खारिज करता है जो इन फ्लेयर्स की व्याख्या कर सकते हैं, जैसे कि आउटफ्लो का गैस के किसी यादृच्छिक बादल से टकराना या ब्लैक होल द्वारा पूरी तरह से एक नया, तीसरा विस्फोट लॉन्च करना। साक्ष्य मजबूती से इस ओर इशारा करते हैं कि "विंड-जेट कोलिजन" (हवा-जेट टकराव) ही असली अपराधी है। यह एक धीमी गति से चलने वाले डिलीवरी ट्रक (हवा) के शहर छोड़ने के बाद, उसके पीछे एक तेज़ स्पोर्ट्स कार (जेट) के आने जैसा है; यदि आप उनकी गति जानते हैं, तो आप बिल्कुल भविष्यवाणी कर सकते हैं कि स्पोर्ट्स कार कब और कहाँ उसे पकड़ लेगी, और सड़क पर होने वाली वह टक्कर तीसरे फ्लेयर का परिणाम होगी। यह खोज खगोलशास्त्रियों को ब्लैक होल के छिपे हुए तंत्र को समझने के लिए एक शक्तिशाली नया उपकरण प्रदान करती है।
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