2018 के बाद से कैलिफोर्निया में पालोमर वेधशाला पर आधारित एक अंतरराष्ट्रीय खगोलीय सहयोग, ज़्विकी ट्रांजिएंट फैसिलिटी ने हर दो से तीन रातों में पूरे आकाश को स्कैन किया है। इस मिशन के हिस्से के रूप में, ZTF का ब्राइट ट्रांसिएंट सर्वे सुपरनोवा की गिनती और सूचीकरण कर रहा है – आकाश में प्रकाश की चमक जो शानदार विस्फोटों में मरने वाले सितारों के स्पष्ट संकेत हैं।
4 दिसंबर को, ZTF शोधकर्ताओं – जिनमें वाशिंगटन विश्वविद्यालय के खगोलविद भी शामिल हैं – ने घोषणा की कि उन्होंने 10,000 से अधिक तारकीय घटनाओं की पहचान की है, जो किसी खगोलीय सर्वेक्षण द्वारा पहचानी गई अब तक की सबसे बड़ी संख्या है।
ब्राइट ट्रांजिएंट सर्वे का नेतृत्व करने वाले कैलटेक के खगोलशास्त्री क्रिस्टोफ़र फ़्रेमलिंग ने कहा, “ब्रह्मांड में खरबों तारे हैं और लगभग हर सेकंड, उनमें से एक में विस्फोट होता है।” “ZTF प्रति रात ऐसे सैकड़ों विस्फोटों का पता लगाता है और मुट्ठी भर को सुपरनोवा के रूप में पुष्टि की जाती है। सात वर्षों तक व्यवस्थित रूप से ऐसा करने से अब तक पुष्टि किए गए सुपरनोवा का सबसे संपूर्ण रिकॉर्ड प्राप्त हुआ है।”
ब्राइट ट्रांसिएंट सर्वे वर्तमान में दुनिया में ब्रह्मांडीय चमक के लिए प्राथमिक खोज पाइपलाइन है – जिसे खगोलीय क्षणिक के रूप में भी जाना जाता है। यह निर्धारित करने के लिए कि कौन से क्षणिक सुपरनोवा हैं, ZTF व्यापक खगोलीय समुदाय के साथ रात्रिकालीन क्षणिक पता लगाने की एक धारा साझा करता है ताकि दुनिया भर के अन्य दूरबीन उम्मीदवार क्षणिक के अनुवर्ती अवलोकन कर सकें। इसमें एक वर्णक्रमीय विश्लेषण करना शामिल है, जिसमें वेधशाला दूरबीनों पर लगे उपकरण पृथ्वी से उसकी दूरी और अन्य गुणों को प्रकट करने के लिए एक क्षणिक वस्तु से प्रकाश को उसके अलग-अलग रंगों में विभाजित करते हैं।
“10,000 सुपरनोवा को वर्गीकृत करना एक जबरदस्त उपलब्धि है और यह विस्फोटक क्षणकों के अभूतपूर्व वैज्ञानिक अध्ययन को सक्षम करेगा,” ZTF टीम के सदस्य एरिक बेलम, जो कि खगोल विज्ञान के एक यूडब्ल्यू शोध सहयोगी प्रोफेसर और यूडब्ल्यू के डीआईआरएसी संस्थान के वैज्ञानिक हैं, ने कहा। “इस मील के पत्थर तक पहुंचने के लिए ZTF खोज छवियों को शेड्यूल करने और संसाधित करने, अलर्ट की मानव और मशीन जांच और समय पर अनुवर्ती स्पेक्ट्रा प्राप्त करने पर सावधानीपूर्वक तकनीकी कार्य की आवश्यकता थी।”
ब्राइट ट्रांज़िएंट सर्वे के लिए, पालोमर के सैमुअल ओस्चिन टेलीस्कोप पर लगे 60-मेगापिक्सल के वाइड-फील्ड कैमरे ने हर दो रातों में पूरे दृश्यमान आकाश को स्कैन किया। नई खगोलीय घटनाओं का पता लगाने के लिए, खगोलविदों ने बाद के स्कैन से आकाश के उसी हिस्से की छवियों को घटा दिया। इसके बाद, ZTF टीम के सदस्यों ने घटाई गई छवियों का अध्ययन किया और पालोमर या अन्य वेधशालाओं में एक दूसरे टेलीस्कोप द्वारा अनुवर्ती वर्णक्रमीय अवलोकन शुरू किया।
बेल्म, यूडब्ल्यू अनुसंधान वैज्ञानिक मेलिसा ग्राहम और मारियो ज्यूरिक, यूडब्ल्यू खगोल विज्ञान के प्रोफेसर और डीआईआरएसी संस्थान के निदेशक, सभी ने ब्राइट ट्रांजिएंट सर्वे में योगदान दिया। बेलम ने सर्वेक्षण के लिए नए क्षणिक और निर्धारित इमेजिंग के अलर्ट प्रबंधित किए। ज्यूरिक ने दुनिया भर में टीम के सदस्यों को नए संक्रमणों के बारे में सचेत करने के लिए ZTF की स्वचालित प्रणाली स्थापित करने में मदद की।
स्वचालित विश्लेषण पाइपलाइन और अलर्ट सिस्टम विकसित करना इस क्षेत्र के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि अधिक शक्तिशाली इमेजिंग प्रौद्योगिकियां और वेधशालाओं की नई पीढ़ी खगोल विज्ञान को “बड़े डेटा” प्रयास में बदलना जारी रखती है। फ़्रिट्ज़ ज़्विकी, 20वीं सदी के खगोलशास्त्री, जिन्होंने सबसे पहले “सुपरनोवा” शब्द गढ़ा था, ने 52 वर्षों में 120 सुपरनोवा की पहचान की। ज़ेडटीएफ द्वारा ब्राइट ट्रांसिएंट सर्वे – जिसका नाम ज़्विकी रखा गया – उस समय के एक अंश में 10,000 पाए गए।
बेल्म ने कहा, “ब्राइट ट्रांजिएंट सर्वे कार्यक्रम उस प्रकार के विज्ञान के लिए एक उदाहरण के रूप में कार्य करता है जिसे हम निकट भविष्य में वेरा सी. रुबिन वेधशाला के साथ करने की उम्मीद करते हैं।”
चिली में निर्माणाधीन, वेरा सी. रुबिन वेधशाला, लिगेसी सर्वे ऑफ स्पेस एंड टाइम या एलएसएसटी का भविष्य का घर है, एक मिशन जो रात में आकाश की गहरी छवियां लेगा और जेडटीएफ की तुलना में और भी अधिक ब्रह्मांडीय परिवर्तनों का पता लगाएगा। DiRAC संस्थान के UW वैज्ञानिक LSST के लॉन्च की योजना बनाने में भारी रूप से शामिल रहे हैं। ZTF जैसे सहयोग LSST में उपयोग के लिए तरीकों के विकास और परीक्षण के लिए एक सिद्ध आधार रहे हैं।
ब्राइट ट्रांजिएंट सर्वे के लिए, ग्राहम ने न्यू मैक्सिको में अपाचे प्वाइंट वेधशाला में ट्रांजिएंट का अनुवर्ती वर्णक्रमीय विश्लेषण किया। ये प्रयास विशेष रूप से कुछ धुंधले, लुप्त होते सुपरनोवा को पकड़ने में मूल्यवान थे जो पालोमर में छूट गए होंगे।
ग्राहम ने कहा, “यूडब्ल्यू खगोलविदों के रूप में, हम अपने शोध के लिए अपाचे प्वाइंट वेधशाला तक पहुंच पाने के लिए बहुत भाग्यशाली हैं।” “ऑप्टिकल स्पेक्ट्रा प्राप्त करने के सबसे प्रभावशाली – और मज़ेदार – हिस्सों में से एक है अनोखी विशेषताओं वाले दुर्लभ क्षणिक तत्वों से आश्चर्यचकित होना, जो अक्सर सैकड़ों सामान्य वस्तुओं की तुलना में सुपरनोवा भौतिकी के बारे में अधिक खुलासा करते हैं। यह पता लगाना कि इस काम को और भी बड़ी संख्या के साथ कैसे किया जाए एलएसएसटी सुपरनोवा अगली बड़ी चुनौती है।-
ब्राइट ट्रांसिएंट सर्वे में अधिकांश क्षणिक को सुपरनोवा के दो सामान्य प्रकारों में से एक के रूप में वर्गीकृत किया गया है: टाइप Ia, जब एक सफेद बौना किसी अन्य नजदीकी तारे से इतनी सामग्री चुरा लेता है कि वह फट जाता है, या टाइप II, जब बड़े तारे ढह जाते हैं और नीचे मर जाते हैं। उनका अपना गुरुत्व. ब्राइट ट्रांसिएंट सर्वे के डेटा के खजाने की बदौलत, खगोलविद अब इस सवाल का जवाब देने के लिए बेहतर ढंग से सुसज्जित हैं कि तारे कैसे बढ़ते हैं और मरते हैं, साथ ही डार्क एनर्जी ब्रह्मांड के विस्तार को कैसे संचालित करती है।
2025 में इसके चालू होने की उम्मीद के बाद, वेरा रुबिन सी. वेधशाला लाखों और सुपरनोवा की खोज कर सकती है।
लिवरपूल जॉन मूरेस यूनिवर्सिटी के खगोलशास्त्री और जेडटीएफ टीम के सदस्य डैनियल पेर्ले ने कहा, “जेडटीएफ के लिए हमने जो मशीन लर्निंग और एआई उपकरण विकसित किए हैं, वे तब आवश्यक हो जाएंगे जब वेरा रुबिन वेधशाला का संचालन शुरू हो जाएगा।” “हमने पहले से ही अपने मशीन लर्निंग ज्ञान और प्रौद्योगिकी को स्थानांतरित करने के लिए रुबिन के साथ मिलकर काम करने की योजना बनाई है।”
नेशनल साइंस फाउंडेशन से अतिरिक्त $1.6 मिलियन की फंडिंग के साथ, ZTF अगले दो वर्षों तक रात के आकाश को स्कैन करना जारी रखेगा।
“2025 और 2026 की अवधि जब ZTF और वेरा रुबिन दोनों मिलकर काम कर सकते हैं, टाइम-डोमेन खगोलविदों के लिए शानदार खबर है,” कैलटेक में खगोल विज्ञान की प्रोफेसर मानसी कासलीवाल ने कहा, जो अगले दो वर्षों में ZTF का नेतृत्व करेंगी। “दोनों वेधशालाओं से डेटा को मिलाकर, खगोलविद सीधे भौतिकी को संबोधित कर सकते हैं कि सुपरनोवा विस्फोट क्यों होता है और तेज और युवा क्षणकों की खोज करते हैं जो अकेले ZTF या रुबिन के लिए दुर्गम हैं। मैं भविष्य को लेकर उत्साहित हूं।”
ecbellm@uw.edu और ग्राहम पर mlg3k@uw.edu .
ए से अनुकूलित कैल्टेक द्वारा.
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