Arcminute Microkelvin Imager observations at 15.5 GHz of the tidal disruption event Swift J164449.3+573451 from 2011 Mar to 2014 Mar
यह शोध पत्र मार्च 2011 और मार्च 2014 के बीच ज्वारीय व्यवधान घटना (टाइडल डिसरप्शन इवेंट) Swift J164449.3+573451 के 15.5 GHz पर 308 आर्कमिनट माइक्रोकेल्विन इमेजर अवलोकनों की रिपोर्ट करता है, जो एक फ्लक्स डेंसिटी को प्रकट करता है जो प्रारंभिक गामा-रे डिटेक्शन के लगभग 140 दिनों के बाद लगभग 3 mJy से बढ़कर लगभग 30 mJy के शिखर तक पहुँच गया और फिर लगातार घटता गया।
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ब्रह्मांड की गहराइयों में, जहाँ एक ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण इतना शक्तिशाली होता है कि वह गुजरते हुए तारे को छिन्न-भिन्न कर सकता है, वहाँ एक हिंसक और दुर्लभ घटना घटित हो सकती है। यह घटना, जिसे 'टाइडल डिसरप्शन इवेंट' (tidal disruption event) के रूप में जाना जाता है, तब होती है जब कोई तारा किसी आकाशगंगा के केंद्र में स्थित एक सुपरमैसिव ब्लैक होल के बहुत करीब चला जाता है। ब्लैक होल का विशाल गुरुत्वाकर्षण खिंचाव तारे को गैस की एक लंबी धारा में खींच देता है, और अंततः ऊर्जा के एक शानदार विस्फोट के साथ उसे निगल जाता है। हालाँकि इन घटनाओं का पता अक्सर एक्स-रे या गामा किरणों जैसे उच्च-ऊर्जा वाले प्रकाश के अचानक उछाल से लगाया जाता है, खगोलशास्त्री इस बात पर भी नज़र रखने के लिए उत्सुक रहते हैं कि इसके बाद के परिणाम समय के साथ कैसे विकसित होते हैं। मलबे द्वारा उत्सर्जित रेडियो तरंगों को ट्रैक करके, जो अंदर की ओर घूमते हुए आते हैं, वैज्ञानिक इस कहानी को जोड़ सकते हैं कि कैसे एक ब्लैक होल अपने भोजन का उपभोग करता है और आसपास का वातावरण इस हिंसा के प्रति कैसी प्रतिक्रिया देता है। इन दीर्घकालिक परिवर्तनों को समझना शोधकर्ताओं को ब्लैक होल के व्यवहार और अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण के भौतिकी के उनके मॉडलों को परिष्कृत करने में मदद करता है।
मार्च 2011 में, एक विशिष्ट टाइडल डिसरप्शन इवेंट ने खगोलशास्त्रियों का ध्यान तब खींचा जब एक सैटेलाइट ने एक दूरस्थ आकाशगंगा से गामा किरणों की अचानक चमक का पता लगाया। इस वस्तु को 'स्विफ्ट जे164449.3+573451' (Swift J164449.3+573451) नाम दिया गया था, जिसे शुरू में एक मानक गामा-रे बर्स्ट समझ लिया गया था, जो ब्रह्मांड में विस्फोट का एक सामान्य प्रकार है। हालाँकि, इसके व्यवहार ने जल्द ही यह स्पष्ट कर दिया कि यह कुछ अलग था; यह इस तरह से टिमटिमाता और चमकता रहा जिससे संकेत मिला कि एक एकल, तात्कालिक विस्फोट के बजाय एक ब्लैक होल द्वारा एक तारे को निगला जा रहा था। इस घटना के पूर्ण जीवनचक्र को समझने के लिए, एक शोधकर्ता ने उसी आकाश के स्थान से आने वाली रेडियो तरंगों की ओर अपना ध्यान केंद्रित किया। कैम्ब्रिज, यूनाइटेड किंगडम में एक विशेष रेडियो टेलीस्कोप एरे का उपयोग करते हुए, उन्होंने मार्च 2011 से मार्च 2014 की अवधि को कवर करते हुए, दैनिक और बाद में दो या अधिक दिनों के अंतराल पर अवलोकन करते हुए इस वस्तु की निगरानी की। उनका लक्ष्य यह रिकॉर्ड करना था कि रेडियो चमक दिन-प्रतिदिन कैसे बदलती है, जिससे उन अंतरालों को भरा जा सके जो पहले के छोटे अवलोकनों के कारण रह गए थे।
शोधकर्ता ने 'आर्कमिनट माइक्रोकेल्विन इमेजर' (Arcminute Microkelvin Imager) नामक एक शक्तिशाली उपकरण का उपयोग किया, जिसमें आकाश की एक स्पष्ट छवि बनाने के लिए आठ बड़े रेडियो डिश मिलकर काम करते हैं। उन्होंने रेडियो आवृत्तियों की एक विशिष्ट श्रेणी पर ध्यान केंद्रित किया, और लक्ष्य वस्तु का दैनिक या कुछ दिनों में माप लिया। अपने डेटा को सटीक बनाने के लिए, उन्होंने अक्सर अपने उपकरणों की जाँच पास में स्थित रेडियो तरंगों के एक ज्ञात, स्थिर स्रोत के विरुद्ध की। तीन वर्षों के दौरान, उन्होंने 308 अलग-अलग अवलोकन पूरे किए, और खराब मौसम या तकनीकी गड़बड़ियों के दौरान एकत्र किए गए डेटा को सावधानीपूर्वक फ़िल्टर किया। इस विशाल डेटासेट ने उन्हें इस घटना के रेडियो उत्सर्जन का एक सटीक टाइमलाइन बनाने की अनुमति दी, जो यह दर्शाता है कि मरने वाले तारे का प्रकाश समय के साथ कैसे विकसित हुआ।
दीर्घकालिक निगरानी के परिणाम उत्थान और पतन की एक स्पष्ट कहानी बताते हैं। गामा-रे फ्लैश की प्रारंभिक पहचान के तुरंत बाद, वस्तु से रेडियो सिग्नल बहुत मंद था, जो चमक की लगभग 3 इकाइयों के बराबर था। अगले कुछ महीनों में, यह सिग्नल लगातार मजबूत होता गया। यह अपने चरम तीव्रता पर लगभग 140 दिनों के बाद पहुँचा, जो शुरुआत की तुलना में लगभग दस गुना अधिक चमकीला था। इस शिखर के बाद, रेडियो प्रकाश धीरे-धीरे कम होने लगा, और अध्ययन के शेष दो वर्षों के दौरान धीरे-धीरे फीका पड़ता गया। उत्थान और फिर एक लंबे, सुचारू पतन का यह पैटर्न पुष्टि करता है कि ब्लैक होल सक्रिय रूप से तारकीय मलबे का उपभोग कर रहा था, जहाँ रेडियो तरंगें उस सामग्री के गर्म होने और फिर निगले जाने के दौरान ठंडे होने के एक संकेत के रूप में कार्य कर रही थीं। यह अध्ययन इस ब्रह्मांडीय घटना का एक पूर्ण, तीन-वर्षीय चित्रण प्रदान करता है, जो एक ब्लैक होल द्वारा तारे के छिन्न-भिन्न होने के दीर्घकालिक परिणाम की एक दुर्लभ और विस्तृत झलक पेश करता है।
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