सुपरनोव्हाची चिवचिव ठरल्या वेळी उलटली

अतितेजस्वी सुपरनोव्हा (superluminous supernovae) सामान्य सुपरनोव्हांपेक्षा किमान दसपट अधिक तेजस्वी असतात. त्यांना ऊर्जा कशामुळे मिळते, हा अजूनही खुला प्रश्न आहे. एक आघाडीची कल्पना म्हणजे नवजात मॅग्नेटार: वेगाने फिरणारा न्यूट्रॉन तारा, जो आपली घूर्णन ऊर्जा स्फोटाच्या अवशेषांत ओततो. अशा इंजिनमुळे प्रकाश शिखरानंतर गुळगुळीतपणे मंदावला पाहिजे. तरीही यांपैकी 50 ते 70% सुपरनोव्हा आपल्या प्रकाश-वक्रांमध्ये उंचवटे दाखवतात. दोन स्पष्टीकरणे स्पर्धेत आहेत: लुकलुकणारे इंजिन, किंवा ताऱ्याने आधी टाकलेल्या वायूच्या कवचांवर आदळणारे अवशेष.

चिवचिवणारा पहिला सुपरनोव्हा

SN 2024afav डिसेंबर 2024 मध्ये, सुमारे 327 मेगापार्सेक अंतरावर शोधला गेला. आधीच्या एका शोधनिबंधात, Joseph Farah, Logan Prust आणि सहकाऱ्यांनी दाखवले की त्याचे उंचवटे एकमेकांच्या अधिकाधिक जवळ येत होते: स्फोटानंतरच्या 99 व्या आणि 166 व्या दिवसादरम्यान, त्यांच्यातील वेळ सुमारे 39 दिवसांवरून 17 दिवसांपर्यंत घटला. चढत्या सुरातील पक्ष्याच्या हाकेप्रमाणे, तो चिवचिवला (chirped) — असे करणारा ज्ञात पहिला सुपरनोव्हा.

त्यांचे स्पष्टीकरण: मॅग्नेटारवर परत पडणारी वायूची एक कललेली तबकडी, फिरत्या भोवऱ्याप्रमाणे डुगडुगणारी, जिच्यामुळे प्रकाश चढ-उतार करतो. पण मॉडेलमध्ये अनेक कळा होत्या — ताऱ्याचे परिवलन, त्याचे चुंबकीय क्षेत्र, तबकडीची रचना, वायू किती वेगाने आत पडतो. चांगली जुळणी केवळ इतकेच सिद्ध करत होती की हे चित्र काम करू शकते, ते काम करायलाच हवे असे नव्हे.

कळा नसलेला नियम

मॉन्टाना स्टेट विद्यापीठाच्या Hang Yu यांच्यासोबत, संघाने मॉडेलला त्याच्या प्रत्येक आवृत्तीत समान असलेल्या चार गृहितकांपर्यंत कमी केले: डुगडुगणे तबकडीच्या आतील कडेवर आणि ताऱ्याच्या परिवलनावर कसे अवलंबून असते; मॅग्नेटारचा वारा तबकडीच्या दाबाशी कुठे संतुलन साधतो; आत पडणारा वायू काळानुसार कसा ओसरतो; आणि तारा कसा मंदावतो.

केवळ यांवरून, दोन मोजता येणाऱ्या राशी — चिवचिव किती वेगाने वेग घेते, आणि इंजिन किती वेगाने मंदावते — अज्ञात मूल्ये काहीही असोत, एका सरळ रेषेवर असल्याच पाहिजेत. आणि ती रेषा एक भाकीत करायला भाग पाडते. जोपर्यंत तबकडीचा दाब मॅग्नेटारच्या वाऱ्यापेक्षा अधिक वेगाने घटतो, तोपर्यंत तबकडी हळूहळू आत सरकते आणि डुगडुगणे जलद होते. एकदा इंजिन अधिक वेगाने मंदावू लागले, की वारा तबकडीला पुन्हा बाहेर ढकलतो आणि डुगडुगणे मंदावते. चिवचिव थांबलीच पाहिजे, मग उलटली पाहिजे.

केव्हा? ही तारीख मुख्यतः मॅग्नेटारच्या परिवलन-मंदनाच्या काळावरून ठरते — म्हणजे त्याला आपल्या परिवलनाचा बराचसा भाग गमावण्यास लागणारा काळ, 87 ± 11 दिवस, जो उंचवट्यांपासून स्वतंत्रपणे, प्रकाश-वक्राच्या गुळगुळीत भागावरून वाचला जातो. केवळ प्रकाशित चिवचिव आणि तो काळ वापरून, संबंधाने सुपरनोव्हाच्या स्वतःच्या संदर्भचौकटीत (म्हणजे सुपरनोव्हाचेच घड्याळ, वैश्विक अंतरामुळे काळ ताणला जाण्यासाठी आणि अवशेषांतून बाहेर पडताना प्रकाशाला लागणाऱ्या विलंबासाठी दुरुस्त केलेले) 133 व्या दिवसाच्या आसपास, पृथ्वीवरून पाहता सुमारे 150 व्या दिवशी, वळण, आणि त्यानंतर एकमेकांपासून दूर सरकणारे उंचवटे, असे भाकीत केले. सुरुवातीच्या आवर्तकालांतून काढलेली सरळ रेषा उलट सांगत होती: डुगडुगणे त्याचा आवर्तकाल शून्य होईपर्यंत, 180 व्या दिवसाजवळ, वेग घेत राहील.

वळण

मग संघाने लास कुम्ब्रेस वेधशाळेच्या दुर्बिणींची आणखी 109 निरीक्षणे, 262 व्या दिवसापर्यंत, आणि ATLAS सर्वेक्षणाची माहिती धुंडाळली. 170 व्या दिवसानंतर, प्रकाश-वक्राने पाच नवी शिखरे आणि दऱ्या दाखवल्या — आणि ती एकमेकांपासून दूर सरकत होती. काल–वारंवारता नकाशात, प्रभावी लय दिवसाला सुमारे 0.025 आवर्तनांपासून 0.07 पर्यंत चढते, मग स्पष्टपणे परत खाली येते.

SN 2024afav चा प्रकाश-वक्र (A), गुळगुळीत घसरण काढून टाकल्यावर त्याचे उंचवटे (B), आणि काळानुसार त्यांची लय (C): वारंवारता वाढते, मग सुमारे 160 व्या दिवसानंतर घटते. — Figure 2, Farah, Prust & Yu (2026), arXiv:2610.39240.

चिवचिव पृथ्वीवरून पाहता 147 ± 3 व्या दिवशी उलटली — सुपरनोव्हाच्या संदर्भचौकटीत 132 ± 3 दिवस, भाकीत केलेल्या 133 शी जुळणारे. त्यानंतर, आवर्तकाल सुमारे 23 दिवसांवरून सुमारे 35 पर्यंत लांबला. प्रत्येक जाणाऱ्या दिवसागणिक आवर्तकाल सुमारे 0.28 दिवसाने वाढत होता (± 0.12), जे भाकीत केलेल्या पल्ल्याच्या अगदी मध्यभागी बसते. सरळ रेषेचे सातत्य 5 सिग्मापेक्षा कितीतरी अधिक पातळीवर नाकारले जाते — अशी पातळी जिथे योगायोगाची शक्यता व्यवहारतः बाद होते.

आधीच्या चिवचिवीचे (निळे) आणि नव्या “प्रति-चिवचिवीचे” (antichirp, नारिंगी) आवर्तकाल, केवळ चिवचिवीवरून केलेले भाकीत (निळा पट्टा) आणि सरळ-रेषा बहिर्वेशन (तुटक) यांच्या तुलनेत. — Figure 3, Farah, Prust & Yu (2026), arXiv:2610.39240.

केवळ वायूची कवचे नव्हे

SN 2024afav च्या वर्णपटात आजूबाजूच्या वायूची चिन्हे दिसतात, त्यामुळे तो तिथे असण्याची शक्यता आहे. पण लेखकांच्या मते तो लय ठरवत नाही. त्यांनी उंचवटे असलेल्या इतर सहा अतितेजस्वी सुपरनोव्हांवर बेतलेल्या सुमारे 50,000 यादृच्छिक, गोंगाटयुक्त प्रकाश-वक्रांचे सिम्युलेशन केले: त्यांपैकी 0.1% पेक्षा कमी वक्र SN 2024afav इतके टोकाचे होते. वायूच्या कवचांना आधी कमी होणारी मग वाढणारी अंतरे लागतील, आणि हा बदल 150 व्या दिवसाशी जोडणारे काहीच नसेल. शिवाय कवचांशी होणाऱ्या टकरींमुळे एकांगी उंचवटे तयार होतात, वेगाने चढणारे आणि हळूहळू मंदावणारे, तर हे उंचवटे एखाद्या गुळगुळीत लाटेसारखे दिसतात.

तबकडी वाचणे

हा संबंध एकच रेषा नव्हे, तर रेषांचा एक छोटा मेन्यू मान्य करतो — तबकडीच्या प्रत्येक प्रकारासाठी आणि डुगडुगण्याच्या प्रत्येक यंत्रणेसाठी एक; मोजलेला उतार त्यांपैकी एक निवडतो. 11.6 ± 1.6 इतका असलेला हा उतार, आपली उष्णता प्रारणाद्वारे बाहेर टाकून थंड होणारी कोणतीही पातळ तबकडी निर्माण करू शकेल त्यापेक्षा तीव्र आहे. तो त्याऐवजी आपली उष्णता अडकवून ठेवणाऱ्या आणि वाऱ्यांद्वारे वस्तुमान गमावणाऱ्या उष्ण आंतरिक प्रवाहाकडे निर्देश करतो — आणि डुगडुगण्याच्या तीन संभाव्य कारणांपैकी, तो Lense–Thirring पुरस्सरण (Lense–Thirring precession; फिरणारा तारा आपल्या भोवतीचे अवकाश सोबत ओढून नेतो, त्यामुळे निर्माण होणारे डुगडुगणे) नावाच्या कारणावर जवळजवळ नेमका येतो, तर चुंबकीय वक्रीकरणाला (magnetic warping) नाकारतो.

आगामी आकाश-सर्वेक्षणांनी आणखी चिवचिवणारे सुपरनोव्हा टिपले पाहिजेत. त्यांपैकी प्रत्येक एकतर हा संबंध परवानगी देत असलेल्या रेषांपैकी एकीवर पडेल, आणि एका नजरेत आपल्या डुगडुगण्याची यंत्रणा सांगेल, किंवा SN 2024afav प्रमाणे, आपल्या इंजिनला पोसणाऱ्या तबकडीबद्दल काहीतरी उघड करेल.