ब्रह्मांड का सबसे पुराना प्रकाश
जब एक विशाल तारा एक न्यूट्रॉन तारे या ब्लैक होल में ढह जाता है, तो यह इतने तीव्र न्यूट्रिनो का विस्फोट करता है कि एक दूर की आकाशगंगा में एक तारकीय विस्फोट अरबों प्रकाश-वर्ष की दूरी पर पहचाने जाने योग्य संकेत भेज सकता है। 1987 में बड़ी मेघालय बादल में एक सुपरनोवा से न्यूट्रिनो की खोज — एक पड़ोसी आकाशगंगा जो लगभग 168,000 प्रकाश-वर्ष दूर है — खगोल विज्ञान में एक ऐतिहासिक क्षण था, जो ब्रह्मांड के सबसे हिंसक घटनाओं में से एक पर एक नई अवलोकन खिड़की खोली।
लेकिन व्यक्तिगत निकट सुपरनोवा दुर्लभ हैं। तारकीय मृत्यु की विशाल बहुमत ब्रह्मांडीय दूरी पर हुई है, ब्रह्मांड के पूरे 13.8-अरब-वर्ष के इतिहास में। उनके व्यक्तिगत न्यूट्रिनो विस्फोट, ब्रह्मांडीय समय और स्थान में एकीकृत, विद्यमान न्यूट्रिनो की एक पृष्ठभूमि तैयार की है — धीमा, सभी दिशाओं से आ रहा है, और संरचना निर्माण के सबसे प्रारंभिक युगों से आज तक तारकीय मृत्यु के पूर्ण इतिहास के बारे में जानकारी ले जा रहा है।
यह प्रसारित सुपरनोवा पृष्ठभूमि विकिरण दशकों से सैद्धांतिक रूप से भविष्यवाणी की गई है। इसे पहचानना न्यूट्रिनो खगोल विज्ञान का अगला बड़ा लक्ष्य है, और गहरी भूमिगत डिटेक्टर की एक नई पीढ़ी इसे प्राप्त करने की सीमा के भीतर है।
तकनीकी चुनौती
प्रसारित सुपरनोवा पृष्ठभूमि का पता लगाना असाधारण रूप से कठिन है। शामिल न्यूट्रिनो कम-ऊर्जा हैं — कुछ दसियों MeV की सीमा में — और शायद प्रति वर्ष प्रति हजार मीट्रिक टन डिटेक्टर सामग्री में कुछ घटनाओं की दर से आते हैं। इन वास्तविक खगोल भौतिकीय संकेतों को रिएक्टर न्यूट्रिनो, वायुमंडलीय न्यूट्रिनो और डिटेक्टर के भीतर रेडियोएक्टिव क्षय द्वारा बनाई गई पृष्ठभूमि से अलग करने के लिए असाधारण शुद्धता के विशाल डिटेक्टर की आवश्यकता है, जो ब्रह्मांडीय किरण पृष्ठभूमि से बचाने के लिए गहरे भूमिगत में संचालित है।
जापान में Super-Kamiokande डिटेक्टर इस खोज में वैश्विक नेता रहा है। डिटेक्टर के जल में गैडोलिनियम को शामिल करने वाले हालिया अपग्रेड — जो प्रतिलोम बीटा क्षय घटनाओं में उत्पादित न्यूट्रॉन की पहचान करने की क्षमता में नाटकीय सुधार करते हैं — डिटेक्टर को संकेत को देखने के लिए पर्याप्त संवेदनशीलता के भीतर लाए हैं। अपग्रेड किए गए डिटेक्टर से प्रारंभिक डेटा ने अपेक्षित संकेत के अनुरूप आकर्षक संकेत दिखाए हैं, हालांकि अभी तक एक निश्चित खोज दावे के लिए पर्याप्त सांख्यिकीय महत्व पर नहीं।
पता लगाना क्या प्रकट करेगा
प्रसारित सुपरनोवा पृष्ठभूमि का आत्मविश्वास से पता लगाना कई महत्वपूर्ण भौतिक माप देगा। संकेत की कुल तीव्रता कुल ब्रह्मांडीय सुपरनोवा दर को सीमित करती है — कितने तारकीय मृत्यु ब्रह्मांडीय इतिहास में प्रति इकाई मात्रा में हुई हैं। पहचान की गई न्यूट्रिनो की ऊर्जा स्पेक्ट्रम उन्हें उत्पादित करने वाले तारकीय पतन के औसत गुणों के बारे में जानकारी प्रदान करती है: औसत अग्रदूत द्रव्यमान, औसत पतन गतिशीलता, और पतन जो ब्लैक होल बनाते हैं बनाम न्यूट्रॉन तारे का अंश।
ये माप तारकीय भौतिकी, ब्रह्मांडविज्ञान, और तत्वों की उत्पत्ति में मौलिक प्रश्नों पर असर डालते हैं। सुपरनोवा ब्रह्मांड में अधिकांश भारी तत्वों का प्राथमिक स्रोत है — लोहा, निकल, और तारकीय नाभिकीकरण में संश्लेषित तत्वों का पूर्ण सूट और सुपरनोवा विस्फोटों में फैलाया गया। अतीत के सुपरनोवा की दर और गुणों को समझना आकाशगंगा रासायनिक विकास के मॉडल को सीमित करता है और अंततः हमारे जैसी ग्रहीय प्रणालियों को संभव बनाने वाली परिस्थितियों का ब्रह्मांडीय इतिहास।
डिटेक्टर की अगली पीढ़ी
Super-Kamiokande का उत्तराधिकारी, Hyper-Kamiokande — एक डिटेक्टर जो वर्तमान में एक ही जापानी खान में निर्माणाधीन है जो 20 गुना बड़ा है — संचालन शुरू करने के वर्षों के भीतर उच्च-आत्मविश्वास पता लगाने के लिए संवेदनशीलता होगी। संयुक्त राज्य में Deep Underground Neutrino Experiment, तरल आर्गन तकनीक का उपयोग करते हुए, जल-आधारित डिटेक्टर को विभिन्न संवेदनशीलता विशेषताओं के साथ पूरक करेगा, विशेष रूप से स्पेक्ट्रम के निचले-ऊर्जा भाग के लिए।
एक साथ, ये उपकरण न्यूट्रिनो खगोल विज्ञान क्षमता में एक वास्तविक कदम परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करते हैं। यदि प्रसारित सुपरनोवा पृष्ठभूमि भविष्यवाणी के रूप में पहचान जाती है, तो यह ब्रह्मांडीय समय में विशाल तारकीय मृत्यु के एकीकृत इतिहास की पहली सीधी माप होगी — एक ब्रह्मांडीय जनगणना तारकीय हिंसा का पथ वापस युगों तक जब पृथ्वी अस्तित्व में नहीं था, अब पर्वतों के नीचे दफन किए गए साधन द्वारा दृश्यमान ब्रह्मांड के सबसे हिंसक घटनाओं की शांत गूँज सुनने के लिए।
यह लेख Space.com की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।
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