Multiwavelength study of supernova remnants in the Circinus constellation with SRG/eROSITA
यह अध्ययन SRG/eROSITA एक्स-रे डेटा को ऑप्टिकल और रेडियो अवलोकनों के साथ जोड़कर सर्किनस तारामंडल में सुपरनोवा अवशेषों की पहली मल्टीवेवलेंथ खोज प्रस्तुत करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक नए उम्मीदवार (G320.2-3.6) की पहचान हुई है और भविष्य के पुष्टिकरण के लिए तीन अतिरिक्त आशाजनक लक्ष्य मिले हैं।
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रात के आकाश को टिमटिमाते सितारों की एक स्थिर पेंटिंग के रूप में नहीं, बल्कि एक हलचल भरे, अराजक निर्माण स्थल (construction site) के रूप में कल्पना करें। इस ब्रह्मांडीय पड़ोस में, विशाल तारे तेजी से जीते हैं और कम उम्र में ही मर जाते हैं, जिसका अंत सुपरनोवा नामक शानदार विस्फोटों के साथ होता है। ये धमाके अपने पीछे मलबे के फैलते हुए खोल छोड़ देते हैं जिन्हें सुपरनोवा अवशेष (supernova remnants या SNRs) कहा जाता है। इन्हें शून्य गुरुत्वाकर्षण में धीरे-धीरे अलग होते हुए टूटे हुए फूलदान के ब्रह्मांडीय समकक्ष, या आतिशबाजी के प्रदर्शन के बाद बचे हुए धुएं और गर्मी के रूप में समझें। ये अवशेष महत्वपूर्ण हैं क्योंकि ये प्रकृति के रीसाइक्लिंग प्लांट के रूप में कार्य करते; वे तारों के भीतर बने भारी तत्वों को आसपास के अंतरिक्ष में बिखेरते हैं, जिससे नए तारों और ग्रहों के निर्माण के लिए कच्चा माल उपलब्ध होता है। वे विशाल कण त्वरक (particle accelerators) के रूप में भी कार्य करते हैं, जो कॉस्मिक किरणों को बनाने के लिए परमाणुओं को आपस में टकराते हैं। हालाँकि, इन अवशेषों को खोजना कठिन है। वे अक्सर धुंधले होते हैं, ब्रह्मांडीय धूल के घने बादलों के पीछे छिपे होते हैं, या अन्य चमकते गैस बादलों के रूप में छद्म वेश धारण किए होते हैं। खगोलविदों के पास एक "लापता SNR" की समस्या है: वे जानते हैं कि तारों के फटने की आवृत्ति के आधार पर हजारों होने चाहिए, लेकिन उन्होंने केवल कुछ सौ की ही पुष्टि की है। इस रहस्य को सुलझाने के लिए, वैज्ञानिकों को इन वस्तुओं को विभिन्न "आंखों"—रेडियो तरंगों, दृश्य प्रकाश (visible light), और एक्स-रे—का उपयोग करके एक साथ देखना होगा, क्योंकि प्रत्येक प्रकार का प्रकाश कहानी के एक अलग हिस्से को प्रकट करता है।
इस अध्ययन में, खगोलविद ए. खोख्रियाकोवा (A. Khokhriakova) और डब्ल्यू. बेकर (W. Becker) ब्रह्मांडीय जासूसों की तरह कार्य कर रहे हैं, जो सर्किनस (Circinus) नक्षत्र के आकाश के एक विशिष्ट हिस्से को स्कैन करने के लिए eROSITA (SRG उपग्रह पर स्थित) नामक एक शक्तिशाली नए एक्स-रे कैमरे का उपयोग कर रहे हैं। उन्होंने इन ताज़ा एक्स-रे छवियों को पुराने रेडियो और ऑप्टिकल डेटा के साथ जोड़ा ताकि उन सुपरनोवा अवशेषों की खोज की जा सके जो साफ़ दिखते हुए भी छिपे हुए थे। उनका मुख्य लक्ष्य वास्तविक "भूतों" (exploded stars के ghosts) को धोखेबाज वस्तुओं से अलग करना था, जैसे कि युवा तारों के चारों ओर चमकते गैस के बादल (H II regions) या तारकीय हवाओं (stellar winds) द्वारा बनाए गए बुलबुले।
टीम की जांच ने पुष्ट मुलाकातों, आशाजनक नए सुरागों और कुछ भ्रमित करने वाले मामलों का मिश्रण दिया। सबसे पहले, उन्होंने दो ज्ञात संदिग्धों पर ताज़ा नज़र डाली: MSH 15-52 और G320.6-1.6। MSH 15-52 एक युवा, ऊर्जावान अवशेष है जिसमें एक तेजी से घूमने वाला न्यूट्रॉन तारा (पल्सर) मौजूद है जो आकाश में एक "कॉस्मिक हैंड" (ब्रह्मांडीय हाथ) का आकार बनाता है। लेखकों ने इसकी जटिल संरचना की पुष्टि की, यह दिखाते हुए कि यह गर्म थर्मल गैस और उच्च-ऊर्जा गैर-तापीय कणों दोनों को उत्सर्जित करता है। G320.6-1.6 पहले से ही एक ज्ञात सुपरनोवा अवशेष था जिसे इसके रेडियो उत्सर्जन के माध्यम से पहचाना गया था; नए एक्स-रे डेटा ने इसे खोजा नहीं, बल्कि इसके भौतिक गुणों पर बहुत सटीक प्रतिबंध लगाए और इसके थर्मल उत्सर्जन की हमारी समझ को परिष्कृत करने में मदद की।
सबसे रोमांचक खोज एक नया उम्मीदवार है जिसका नाम G320.2-3.6 है। यह वस्तु रेडियो तरंगों में एक शेल (shell) की तरह दिखती है और ऑप्टिकल प्रकाश में चमकते तंतुओं (filaments) को दिखाती है, जो गैस से टकराने वाली शॉक वेव के क्लासिक संकेत हैं। टीम ने इस शेल के अंदर विसरित (diffuse) एक्स-रे उत्सर्जन पाया, जो यह सुझाव देता है कि यह एक वास्तविक सुपरनोवा अवशेष है, हालांकि वे अभी निश्चित रूप से यह नहीं कह सकते कि यह एक अलग वस्तु है या पड़ोसी अवशेष G321.3-3.9 का एक हिस्सा है। उन्होंने तीन अन्य "आशाजनक" लक्ष्यों की भी पहचान की—G319.8-2.0, G321.8-1.1, और G320.5-1.8—जो सुपरनोवा अवशेष होने के कुछ संकेत दिखाते हैं लेकिन निश्चित होने के लिए उन्हें अधिक डेटा की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, G320.5-1.8 एक छोटा शेल है जो वास्तव में एक सुपरनोवा के बजाय एक विशाल वोल्फ-रेट स्टार (WR 68) द्वारा बनाया गया बुलबुला हो सकता है, लेकिन वर्तमान साक्ष्य सुपरनोवा के विचार को पूरी तरह से खारिज करने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं हैं।
पेपर का एक प्रमुख तकनीकी सबक ब्रह्मांड के "बैकग्राउंड नॉइज़" (पृष्ठभूमि शोर) के बारे में है। जब मिल्की वे के केंद्र के पास इन धुंधले पिंडों को देखा जाता है, तो एक्स-रे आकाश एक विसरित चमक से भरा होता है जिसे गैलेक्टिक रिज एक्स-रे एमिशन (GRXЕ) कहा जाता है। लेखकों ने पाया कि यदि आप इस बैकग्राउंड चमक का सावधानीपूर्वक हिसाब नहीं रखते हैं, तो आपको अवशेष कितना गर्म है या यह कितनी दूर है, इसके बारे में गलत उत्तर मिल सकते हैं। इस ब्रह्मांडीय बैकग्राउंड को ठीक से घटाकर (subtracting), वे इन वस्तुओं की वास्तविक प्रकृति की स्पष्ट तस्वीर प्राप्त करने में सक्षम हुए।
अंततः, यह पेपर केवल एक सूची में कुछ नए नाम नहीं जोड़ता है; यह सुपरनोवा अवशेषों को खोजने का एक नया, अधिक विश्वसनीय तरीका प्रदर्शित करता है। एक्स-रे, रेडियो और ऑप्टिकल डेटा को मिलाकर और बैकग्राउंड शोर के बारे में बहुत सावधान रहकर, टीम ने ज्ञात अवशेषों की हमारी समझ को परिष्कृत किया है और कई नए लक्ष्यों को उजागर किया है जिनका भविष्य के टेलीस्कोप गहराई से अध्ययन करने चाहिए। हालांकि उन्होंने "लापता SNR" की समस्या को पूरी तरह से हल नहीं किया है, लेकिन उन्होंने ब्रह्मांडीय निर्माण स्थल में आगे कहाँ देखना है, इसके लिए एक स्पष्ट मानचित्र प्रदान किया है।
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