आपल्याच आकाशगंगेत न्यूट्रॉन ताऱ्यांची टक्कर?

दोन न्यूट्रॉन तारे विलीन होतात तेव्हा टक्करीतून न्यूट्रॉन-समृद्ध पदार्थ बाहेर फेकला जातो, जो जलद न्यूट्रॉन-ग्रहणाने — r-प्रक्रियेने — लोहापेक्षा जड मूलद्रव्ये घडवतो. त्यानंतर येणाऱ्या झगमगाटाला किलोनोव्हा म्हणतात. आपल्या आकाशगंगेत अशी विलीनीकरणे दुर्मीळ आहेत: लेखक दरवर्षी 10⁻⁵ ते 10⁻⁴ इतका दर उद्धृत करतात, त्यामुळे शेकडो सुपरनोव्हा-अवशेषांच्या तुलनेत फक्त मूठभर किलोनोव्हा-अवशेष असायला हवेत. आतापर्यंत एकही ओळखला गेलेला नाही.

गॅमा-किरण आकाशातील एक अनाथ

नामिबियातील H.E.S.S. दुर्बिणींनी 2004–2013 मधील आकाशगंगा-प्रतलाच्या सर्वेक्षणात अति-उच्च ऊर्जेच्या गॅमा किरणांचे 78 स्रोत शोधले; त्यांपैकी 30 अजूनही अस्पष्टीकृत आहेत. त्यांपैकी एक, HESS J1507−622, उठून दिसतो. तो आकाशगंगा-प्रतलाच्या सुमारे 3.5 अंश खाली आहे, यांपैकी बहुतेक स्रोतांपेक्षा कितीतरी दूर. तो संक्षिप्त आहे (सुमारे 0.3 अंश व्यासाचा), स्थिर आहे, आणि Fermi उपग्रहाला दिसणाऱ्या GeV श्रेणीपासून H.E.S.S. ला दिसणाऱ्या TeV श्रेणीपर्यंत तेजस्वी आहे.

तरीही कमी ऊर्जांवर जवळजवळ काहीच नाही: जुळणारी क्ष-किरण चमक नाही, रेडिओ कवच नाही, पल्सार नाही. नेहमीचे दोन्ही संशयित अडचणीत येतात. पल्सार-वारा तेजोमेघाला (pulsar wind nebula) असा पल्सार लागतो जो कोणालाच सापडलेला नाही, आणि सुमारे 10 किलोपार्सेकच्या पलीकडे त्याचा ऊर्जेचा हिशेब अशक्य होतो. सुपरनोव्हा-अवशेषात कवच दिसायला हवे आणि तो सहसा त्याचा तारा जिथे जन्मला त्या प्रतलाजवळच राहतो.

H.E.S.S. चे 30 अनोळखी स्रोत (काळी वर्तुळे) आणि 310 ज्ञात सुपरनोव्हा-अवशेष (करडे ठिपके); HESS J1507−622 हा लाल तारा आहे, प्रतलाच्या बराच खाली. — आकृती 1, Sarmah et al. (2026), arXiv:2609.38341.

प्रोटॉन नव्हे, इलेक्ट्रॉन

बीजिंगमधील इन्स्टिट्यूट ऑफ हाय एनर्जी फिजिक्सचे प्रांतिक सरमा, शिलू वांग आणि त्यांचे सहकारी, नोत्र डेम विद्यापीठातील रेबेका सर्मन यांच्या गटासह, H.E.S.S. चमूने 2011 मध्ये मांडलेल्या आणि सोडून दिलेल्या एका कल्पनेकडे पुन्हा वळतात. तेव्हाचा आक्षेप ऊर्जेचा होता: प्रोटॉन वापरून गॅमा किरण निर्माण करायचे तर अवास्तव शक्तिशाली स्फोट लागेल.

नवे प्रतिरूप त्याऐवजी इलेक्ट्रॉन वापरते. विस्तारणाऱ्या अवशेषांच्या आघात-लहरीने (shock) प्रवेगित झालेले इलेक्ट्रॉन वैश्विक सूक्ष्मलहरी पार्श्वप्रारणाच्या (cosmic microwave background) फोटॉनना गॅमा-किरण ऊर्जांपर्यंत उडवतात. तसेही इथे प्रोटॉनचा काही उपयोग नाही: स्रोताभोवतीचा वायू इतका विरळ आहे — दर हजार घन सेंटिमीटरमध्ये सुमारे एक कण — की एखादा प्रोटॉन कशावरही आदळण्यापूर्वी सुमारे 11 गिगापार्सेक प्रवास करेल.

प्रतलाबाहेरील स्थानही जुळते. न्यूट्रॉन ताऱ्यांच्या जोडीला जन्मतःच एक धक्का (kick) मिळतो; 10–100 किमी/से वेगाने आकाशगंगेच्या फुगवट्यातून (bulge) बाहेर पडल्यास, या ठिकाणी पोहोचायला तिला 10 कोटी ते 1 अब्ज वर्षे लागतील — अशा जोड्या विलीन होण्यापूर्वीच्या नेहमीच्या विलंबाशी सुसंगत.

तरुण, आणि दिसू शकला असता इतका जवळ

स्रोताचा आकार आणि तेजस्विता जुळवल्यावर प्रतिरूप त्याला 3.8 ते 14.3 किलोपार्सेक अंतरावर ठेवते आणि त्याचे वय 200 ते 3,000 वर्षे देते, 1,000 वर्षांपेक्षा कमी वयाला पसंती देत. त्याची भाकीत केलेली रेडिओ आणि क्ष-किरण चमक प्रत्येक सध्याच्या उच्च मर्यादेच्या खाली राहते.

0.2, 0.5, 1 आणि 3 हजार वर्षे वयांसाठी प्रतिरूपित उत्सर्जन: सूक्ष्मलहरी फोटॉन विखुरणारे इलेक्ट्रॉन (निळे) Fermi आणि H.E.S.S. च्या माहितीशी जुळतात; नारिंगी उंचवटा म्हणजे क्षय पावणाऱ्या r-प्रक्रिया केंद्रकांचा MeV संकेत. — आकृती 3, Sarmah et al. (2026), arXiv:2609.38341.

GW170817 या विलीनीकरणावरून प्रमाण लावल्यास, अशी किलोनोव्हा −0.8 ते −3.2 या दृश्य प्रतीपर्यंत (apparent magnitude) पोहोचली असती — सर्वात तेजस्वी ग्रहांइतकी. मग ऐतिहासिक नोंद का नाही? लेखक तीन कारणे देतात: किलोनोव्हा दररोज सुमारे 1.1 प्रतीने मंदावतात, त्यामुळे हा देखावा नऊ दिवसांपेक्षा कमी टिकला; स्रोत −62° क्रांतीवर (declination) आहे, चीन, जपान, इजिप्त आणि युरोपमधील उत्तम नोंदी ठेवणाऱ्या आकाशनिरीक्षकांच्या आवाक्याबाहेर; आणि धुळीने तो अंधुक केला असू शकतो.

तो पकडण्याचे तीन मार्ग

• नव्याने घडलेल्या जड केंद्रकांच्या किरणोत्सारी क्षयातून येणारे MeV गॅमा किरण: NuSTAR किंवा आगामी COSI साठी खूप अंधुक, पण अवशेष सुमारे 1,000 वर्षांपेक्षा कमी जुना असल्यास MeVGRO सारख्या पुढच्या पिढीच्या उपकरणाच्या आवाक्यात.
• एक प्रकाश-प्रतिध्वनी (light echo): आंतरतारकीय धुळीने परावर्तित केलेला मूळ झगमगाट, प्रति वर्ग कोनीय सेकंद 27–33 प्रतींवर, मोठ्या दुर्बिणी आणि रुबिन वेधशाळेच्या आवाक्यात. त्यातून स्वतः स्फोटाचा वर्णपटही उघड होऊ शकतो.
• उबदार धुळीतून येणारी मध्य-अवरक्त चमक, आणि दृष्टिरेषेवर दाट ढग असल्यास कदाचित न्यूट्रिनो.

हा शोधनिबंध अस्तित्वातील माहितीवर बांधलेले एक गृहितकच आहे, आणि लेखक भर देतात की केवळ गॅमा-किरण वर्णपटांवरून किलोनोव्हा-अवशेष आणि त्याचे प्रतिस्पर्धी यांच्यात फरक करता येत नाही. यांपैकी एखादी स्वाक्षरी आढळली, तर आकाशगंगा आपल्या अगदी दारातच अभ्यासासाठी एक किलोनोव्हा-अवशेष देईल — लेखक या संधीला अभूतपूर्व म्हणतात.