आदिम कृष्णविवरे पांढऱ्या बटूंना प्रज्वलित करू शकतात का?
डार्क मॅटरच्या सर्वात दुर्लभ उमेदवारांपैकी एक आश्चर्यकारकपणे दिसणारा ओळखचिन्ह मागे ठेवू शकतो, असा दावा एका नव्या खगोलभौतिकी अभ्यासात करण्यात आला आहे: टाइप Ia सुपरनोव्हा. कल्पना अशी आहे की आदिम कृष्णविवरे, जर ती योग्य वस्तुमान मर्यादेत अस्तित्वात असतील, तर ती पांढऱ्या बटूंमधून जाताना तारकीय पदार्थ इतका तापवू शकतात की नियंत्रणाबाहेरील अणु दहन सुरू होईल, आणि त्यातून असा स्फोट होईल की ज्याचे अवशेष आणि रासायनिक स्वाक्षरी पाहून खगोलशास्त्रज्ञ नंतर ओळख करू शकतील.
मूळ अहवालानुसार The Astrophysical Journal मध्ये प्रकाशित झालेले हे काम, लघुग्रह-भाराच्या आदिम कृष्णविवरांवर केंद्रित आहे. ही वस्तू अजूनही काल्पनिक आहेत. तार्यांच्या कोसळण्यामुळे तयार होणाऱ्या कृष्णविवरांपेक्षा वेगळे, आदिम कृष्णविवरे बिग बँगनंतर लगेच, प्रारंभिक विश्वातील दाट पदार्थाच्या गाठींपासून तयार झाली असती. दशकानुदशके, ती डार्क मॅटरच्या किमान काही भागासाठी एक रंजक स्पष्टीकरण मानली गेली आहेत, म्हणजे ती अदृश्य वस्तुमान जे आकाशगंगा आणि वैश्विक संरचना घडवत असल्यासारखे दिसते, पण अजून थेट आढळलेले नाही.
या नव्या संशोधनाचे वैशिष्ट्य केवळ इतकेच नाही की ते आदिम कृष्णविवरांना चर्चेत ठेवते. ते एक ठोस निरीक्षणीय मार्ग सुचवते. कृष्णविवरांना थेट शोधण्याचा प्रयत्न करण्याऐवजी, खगोलशास्त्रज्ञ ते इतर वस्तूंवर, विशेषतः पांढऱ्या बटूंवर, काय परिणाम करतील ते पाहू शकतात.
या सिद्धांतात पांढरे बटू का महत्त्वाचे आहेत
पांढरे बटू हे दाट तारकीय अवशेष असतात, जे सूर्याप्रमाणे तारे आपले इंधन संपविल्यानंतर मागे राहतात. टाइप Ia सुपरनोव्हाच्या मानक मॉडेलमध्ये, द्वितारक प्रणालीतील एक पांढरा बटू आपल्या साथीदार ताऱ्याकडून पदार्थ साठवत जातो, जोपर्यंत परिस्थिती अस्थिर होत नाही आणि मग एक उष्ण-आण्विक स्फोट होतो. खगोलशास्त्रात हे स्फोट विशेष महत्त्वाचे आहेत, कारण ते तेजस्वी, व्यापक आणि वैश्विक अंतर मोजण्यासाठी वापरले जाणारे निकष आहेत.
नवे पेपर आणखी एका मार्गाचा शोध घेतो. जर एखादे आदिम कृष्णविवर पांढऱ्या बटूत पडले किंवा त्यातून गेले, तर त्याचे गुरुत्वाकर्षण तार्याच्या आत तीव्र ज्वारीय ताप निर्माण करू शकते. स्रोत मजकुरानुसार, स्थानिक पदार्थाने सुमारे अर्धा अब्ज केल्विनचे तापमान गाठले की अणु दहन सुरू होऊ शकते. दहन क्षेत्र पुरेसे मोठे असेल, तर ते उष्ण-आण्विक रनअवे आणि टाइप Ia सुपरनोव्हामध्ये रूपांतरित होऊ शकते.
दुसऱ्या शब्दांत, पांढऱ्या बटूला स्फोटासाठी एखाद्या साथीदार ताऱ्याकडून उधार घेतलेल्या वस्तुमानाचा पारंपरिक संचय आवश्यक नाही. एक अतिशय लहान पण अत्यंत दाट घुसखोर घटकच ट्रिगर देऊ शकतो.
याचे महत्त्व असे की हे डार्क मॅटरचा प्रश्न खगोल-फॉरेन्सिक समस्येत बदलते. जर आदिम कृष्णविवरे अशा घटना सुरू करू शकत असतील, तर काही निरीक्षित सुपरनोव्हा किंवा सुपरनोव्हा अवशेषांमध्ये त्यांच्या अस्तित्वाचे पुरावे आधीच असू शकतात.
अटकळीतून तपासता येण्याजोग्या खुणांपर्यंत
आदिम कृष्णविवरांनी बराच काळ लक्ष वेधून घेतले आहे, कारण प्रत्येक संभाव्य वस्तुमान श्रेणीत त्यांना पूर्णपणे नाकारता येणे कठीण आहे. ती काल्पनिक आहेत, पण पूर्णपणे बंधनरहित कल्पना नाहीत. संशोधक वेगवेगळ्या आदिम-कृष्णविवर लोकसंख्यांच्या परिणामांची तुलना तारे, आकाशगंगा, लेन्सिंग घटना आणि विश्वाच्या रासायनिक इतिहासाच्या निरीक्षणांशी करू शकतात.
नवीन अभ्यास आणखी एक मर्यादा-मार्ग जोडतो, कारण तो विचारतो की वारंवार घडणाऱ्या आदिम-कृष्णविवर-प्रेरित स्फोटांमुळे काळानुसार मिल्की वेवर काय परिणाम होईल. जर अशा पद्धतीने खूप जास्त पांढरे बटू प्रज्वलित झाले, तर त्यातून निर्माण होणारे सुपरनोव्हा अवशेष आणि रासायनिक समृद्धी खगोलशास्त्रज्ञ प्रत्यक्षात जे पाहतात त्याच्याशी जुळणार नाहीत. जर आकडे काही मर्यादेत जुळले, तर उरलेली ती श्रेणी व्यवहार्य डार्क मॅटर उमेदवार म्हणून अधिक रंजक ठरते.
म्हणूनच अहवालात उद्धृत केलेल्या पेपरच्या शीर्षकात सुपरनोव्हा अवशेष आणि आकाशगंगीय रासायनिक उत्क्रांतीशी तुलना करण्यावर भर दिला आहे. संशोधक केवळ एक यंत्रणा मांडत नाहीत. ते तिला विश्वाने आधीच जपलेल्या नोंदींशी जोडण्याचा प्रयत्न करत आहेत: भूतकाळातील सुपरनोव्हांनी मागे सोडलेली भग्नावशेष क्षेत्रे आणि त्या स्फोटांनी तयार केलेल्या जड मूलद्रव्यांचे वितरण.
हे तर्कशास्त्र प्रभावी आहे, कारण ते अपूर्व गृहितक तपासण्यासाठी सामान्य खगोलीय पुराव्याचा वापर करते. एक आदिम कृष्णविवर इतके लहान, काळे आणि दुर्मिळ असू शकते की ते थेट पकडणे कठीण आहे. पण जर ते पांढऱ्या बटूचा स्फोट घडवते, तर ती घटना लपून राहत नाही. ती आकाश बदलते.
खगोलशास्त्रज्ञ काय शोधतील
अशा स्फोटांनी निरीक्षणीय स्वाक्षरी मागे सोडायला हवी, असे अहवालात म्हटले आहे. याचा अर्थ असा नाही की प्रत्येक असामान्य टाइप Ia सुपरनोव्हा आपोआप आदिम कृष्णविवराकडे निर्देश करतो. याचा अर्थ असा की खगोलशास्त्रज्ञ अवशेष, दर आणि रसायनशास्त्रात असे नमुने शोधू शकतात जे पारंपरिक द्वितारक-ताऱ्यांच्या परिस्थितींपेक्षा वेगळे असतील.
संशोधनाची एक संभाव्य दिशा अशी आहे की काही टाइप Ia घटना पारंपरिक मॉडेल्समध्ये अपेक्षित असलेल्या नेहमीच्या साथीदार-तारा रचनेशिवाय घडत असल्यासारख्या वाटतात का. दुसरी म्हणजे, काही स्फोटांमधून मिळणारे मूलद्रव्य उत्पादन हळूहळू होणाऱ्या अभिवृद्धीपेक्षा, जवळून जाणाऱ्या दाट पिंडामुळे निर्माण झालेल्या अंतर्गत ट्रिगरशी अधिक सुसंगत आहे का. काळाच्या ओघात, सुपरनोव्हा अवशेष, तारकीय लोकसंख्या, आणि आकाशगंगीय समृद्धी यांचे सर्वेक्षण हा दावा बळकट किंवा दुर्बल करू शकतात.
शून्य निकालही उपयुक्त ठरेल. जर निरीक्षणांनी अपेक्षित स्वाक्षरीला पाठिंबा दिला नाही, तर खगोलशास्त्रज्ञ आदिम कृष्णविवरांच्या पॅरामीटर स्पेसचा अधिक भाग बाद करू शकतात. डार्क मॅटर संशोधन केवळ शोधांमुळेच नव्हे, तर चांगल्या पुराव्याने संभाव्य पर्याय काढून टाकल्यामुळेही पुढे जाते.
या अभ्यासाचे व्यापक आकर्षण असे की तो एक अतिशय कठीण समस्या खंडनयोग्य काठावर आणतो. डार्क मॅटर उमेदवारांची चर्चा अनेकदा अदृश्य कण किंवा थेट हात न लागणाऱ्या विचित्र वस्तूंच्या दृष्टीने केली जाते. हे काम एका उमेदवाराला असे पुनर्परिभाषित करते की तो हिंसक, मोजता येणाऱ्या खगोलीय घटनांद्वारे स्वतःला उघड करू शकतो.
लहान वस्तू, मोठे परिणाम
ही संकल्पना प्रमाणाचा धक्का देखील देते. ज्यांचा विचार केला जात आहे, ती वस्तू लघुग्रह-भाराची आदिम कृष्णविवरे म्हणून वर्णन केली आहेत, तारकीय अवशेष किंवा आकाशगंगीय केंद्रांइतकी मोठी राक्षसी वस्तू नव्हे. तरीही, कृष्णविवराचा परिणाम त्याच्या आकाराइतका त्याच्या घनतेवर आणि गुरुत्वाकर्षणावर अवलंबून असल्यामुळे, अशी छोटी वस्तूही योग्य परिस्थितीत एका पांढऱ्या बटूला आपत्तीजनकरीत्या बिघडवू शकते.
हीच असमतोलता आदिम कृष्णविवरांना सिद्धांतात इतकी आकर्षक बनवते. ती स्वतंत्रपणे पाहायला कठीण असतानाही ब्रह्मांडीयदृष्ट्या महत्त्वाची असू शकतात. सैद्धांतिक शक्यता निरीक्षणीय लाभात रूपांतरित करणे हेच नेहमी आव्हान राहिले आहे. आदिम कृष्णविवरांना टाइप Ia सुपरनोव्हा ट्रिगरशी जोडून, नवे अध्ययन नेमके तेच करण्याचा प्रयत्न करते.
येथे थेट शोध लागलेला नाही, आणि स्रोत अहवाल सावधपणे नमूद करतो की आदिम कृष्णविवरे अजूनही काल्पनिक आहेत. पण हे संशोधन अटकळ आणि मापन यांमधील अंतर कमी करत आहे. ते सूचित करते की डार्क मॅटरचा शोध केवळ भूमिगत डिटेक्टर्स किंवा कण प्रवेगकांवर अवलंबून नसू शकतो. काही पुरावे कदाचित आधीच फुटलेल्या तार्यांच्या अवशेषांत विखुरलेले असू शकतात.
जर ही कल्पना टिकली, तर खगोलशास्त्रज्ञ आकाशातील सर्वात तेजस्वी घटनांपैकी एकाचा उपयोग विश्वविज्ञानातील सर्वात अंधाऱ्या रहस्यांपैकी एकाचा शोध घेण्यासाठी करू शकतील. तेव्हा टाइप Ia सुपरनोव्हा केवळ अंतर मापक किंवा तारकीय शेवट राहणार नाहीत. ते प्रारंभिक विश्वासाठीच एक संभाव्य चाचणी मंच बनतील.
हा लेख Universe Today च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.
Originally published on universetoday.com
