1991 دی اک گاما شعاعاں دی لِشک میگنیٹار وانگ گونجدی اے

11 جولائی 1991 نوں، کامپٹن گاما رے آبزرویٹری (Compton Gamma Ray Observatory) اُتے لگے BATSE آلے نے گاما شعاعاں دی اک لِشک درج کیتی۔ GRB 910711 نوں مشن دا ویکھیا سب توں چھوٹا پھٹ دسیا گیا: لگ بھگ 10 ملی سیکنڈ دی اک چمکدی چوٹی، فیر 100 توں 200 ملی سیکنڈ دی اک ماٹھی پوچھل۔ 2023 وچ، 724 چھوٹے پھٹاں دے تجزیے نے ایہنوں کلو ہرٹز جھولاں (kilohertz oscillations) — یعنی چمک جو فی سیکنڈ ہزاراں واری ودھدی گھٹدی اے — دا سب توں تکڑا امیدوار بنایا، جنہاں نوں رلن مگروں بچے اک “حد توں ودھ بھارے” (hypermassive) نیوٹران تارے دیاں حرکتاں سمجھیا گیا۔

اک چھوٹی لِشک لئی دو شکی

چھوٹے گاما شعاعی پھٹاں دے دو ممکن سرچشمے نیں: سنگھنے تاریاں دا رلنا (merger)، یا اک میگنیٹار دی دیو ہیکل بھڑک (magnetar giant flare)، یعنی بے حد تکڑے مقناطیسی میدان والا نیوٹران تارا۔ دوجیاں گلیکسیاں توں آؤن والیاں کجھ دیو ہیکل بھڑکاں مدت تے اپنی روشنی دی توانائی وچ رلن والے پھٹاں ورگیاں ہوندیاں نیں؛ اسمان اُتے ٹھیک تھاں دے بنا، دوہاں نوں وکھ کرنا اوکھا اے۔ GRB 910711 دی تھاں وچ لگ بھگ 6 درجے دی بے یقینی اے۔

رن-چاؤ چن (Run-Chao Chen) تے بن-بن ژانگ (Bin-Bin Zhang) (نانجنگ یونیورسٹی)، اورے گوٹلیب (Ore Gottlieb) (میساچوسٹس انسٹیٹیوٹ آف ٹیکنالوجی) تے پنج ساتھیاں نے رلن والی تشریح وچ اک کھچاؤ توں شروع کیتا۔

اینی سخت روشنی کہ دھڑکن نہ چُک سکے

GRB 910711 دا طیف (spectrum) اک کالے جسم (blackbody) — اک گرم، دھندلے جسم دی لو — نال لگ بھگ اونا ای چنگا میل کھاندا اے جِنا اوس شکل نال جو عام طور تے رلن والے پھٹاں اُتے فِٹ کیتی جاندی اے۔ اوس دوجی شکل نال ایہہ غیر معمولی طور تے “سخت” (hard) نکلدا اے — یعنی ودھ توانائی والے فوٹوناں ول جھکیا — BATSE دے ناپے پھٹاں دے بالکل سرے اُتے۔

قدرتی حل: اک فوٹو سفیئر (photosphere) توں نکلدی روشنی، اوہ تہہ جتھے اک دھندلا بدل اپنی روشنی چھڈدا اے۔ پر اوتھے، روشنی مرکزی انجن توں بہت دور، کئی واری کھِنڈن مگروں نکلدی اے۔ مرکز وچ اک نیوٹران تارے ولوں مِتھی کلو ہرٹز دھڑکن نوں ایس سفر توں بچن لئی، یا باہر آؤندیاں مڑ بنن لئی، کسے ودھیک طریقے دی لوڑ ہووے گی۔

اک جانی پچھانی بھڑک دا ماٹھا جُڑواں

اوہناں دا معیار GRB 200415A اے، جو 15 اپریل 2020 نوں درج ہوئی: نیڑے دی گلیکسی NGC 253 توں اک میگنیٹار دیو ہیکل بھڑک، 3.5 میگا پارسیک دور — میگا پارسیک فلکیات داناں دی گلیکسیاں وچکار فاصلیاں دی اکائی اے۔

اپنیاں چوٹیاں اُتے سدھیاں کیتیاں جان تے دوویں روشنی دیاں لکیراں اک ورگیاں لگدیاں نیں: اوہی 10 ملی سیکنڈ دی چوٹی، اوہی ماٹھی پوچھل، 1991 وچ لگ بھگ 90 مائیکرو سیکنڈ — سیکنڈ دا دس لکھواں حصہ — تے 2020 وچ 65 جِنیاں چھوٹیاں خاصیتاں۔ 2020 دی بھڑک دا اک ماڈل، بس ماٹھا کیتا ہویا جیویں ایہہ ہور دور پھٹی ہووے، 1991 دے پھٹ دی شکل مڑ بنا دیندا اے۔ لکھاری زور دیندے نیں کہ ایہہ اک مثال اے، فاصلے دا ناپ نہیں۔

لگ بھگ 360 ہرٹز دیاں ہارمونکس

چوٹی دے اندر، ٹیم نوں 1991 دے پھٹ وچ 360 ہرٹز — فی سیکنڈ 360 واری — اُتے اک اُبھار لبھدا اے، تے 2020 وچ 350 ہرٹز اُتے۔ 10 ملی سیکنڈ وچ، لگ بھگ 100 ہرٹز توں ودھ نیڑے فریکوئنسیاں وکھ نہیں کیتیاں جا سکدیاں: دوویں اُبھار اک دوجے توں وکھرے نہیں پچھانے جا سکدے۔

ویلے دے مقابلے تال دے نقشے 360 ہرٹز دے پورے گُنیاں اُتے چمکدیاں چوٹیاں وکھاؤندے نیں، اک سُر دیاں ہارمونکس وانگ: GRB 910711 وچ 360 دے 1، 3، 5، 6 تے 11 گُنا؛ GRB 200415A وچ 2، 4، 6 تے 12 گُنا۔ دوویں چھیویں، لگ بھگ 2,160 ہرٹز، سانجھی کردے نیں، جو 2020 دی بھڑک وچ پہلاں دسی گئی اک جھول دے نیڑے اے۔

بائی سپیکٹرم (bispectrum) پرکھدا اے کہ کیہ جھولاں جُڑیاں ہوئیاں نیں: جُڑیاں جھولاں اپنیاں فریکوئنسیاں دے جوڑ اُتے طاقت بناؤندیاں نیں۔ 2020 دی بھڑک وچ، 4,320 ہرٹز والا حصہ 2,160 ہرٹز اُتے دو جُڑے حصیاں نال میل کھاندا اے، جو آپ 720 تے 1,440 ہرٹز دے جُڑے حصیاں نال میل کھاندے نیں۔

100,000 جعلی پھٹ

اتفاق نوں پرکھن لئی، ہر پھٹ لئی ٹیم نے 100,000 جعلی روشنی لکیراں بنائیاں جنہاں دی چوٹی دی شکل تے فوٹون گنتی دا شور اوہی سی، پر کوئی جھول نہیں۔ 360 ہرٹز دا اُبھار GRB 910711 لئی اوہناں وچوں لگ بھگ 5% وچ، تے GRB 200415A لئی 0.1% وچ، گھٹ توں گھٹ اونا ای تکڑا نکلیا۔ جدوں جعلیاں وچ پہلاں دسیاں کلو ہرٹز جھولاں تے ودھ اصلی ورگا پچھوکڑ دا شور وی پائے گئے، تے ایہہ انکڑے ودھ کے 15.5% تے 33.4% ہو گئے: اکلا، نیواں اُبھار گھٹ حیران کُن رہ جاندا اے۔

ہارمونکس صرف بنا جھولاں والے جعلیاں دے مقابلے پرکھیاں گئیاں، تے اوتھے پکیاں کھلوندیاں نیں۔ بنیادی فریکوئنسی وچ اک نکا فرق ہر ہارمونک اُتے ضرب کھاندا اے، ایس لئی ایہہ نمونہ اوہنوں اکلے اُبھار نالوں کِتے باریکی نال پرکھدا اے۔ 260 توں 460 ہرٹز تیکر چھان بین کیتیاں، دوویں پھٹ لگ بھگ 360 ہرٹز نوں ترجیح دیندے نیں؛ جعلی نہیں دیندے۔ بنا جھولاں والے جعلیاں دے مقابلے، جوڑاں دی رلی ہوئی طاقت تیکر GRB 910711 لئی 10,000 وچوں صرف 1.3 واری، تے GRB 200415A لئی 4.5 واری اپڑیا گیا۔

ستاراں امیدوار گلیکسیاں

کسے وی فاصلے اُتے، GRB 910711 جانے پچھانے رلن والے پھٹاں دے مقابلے اپنی روشنی دی توانائی لئی بہت ماٹھا ہووے گا۔ دیو ہیکل بھڑک دے طور تے ایہہ فِٹ بہندا اے، جے ایہہ لگ بھگ 55 میگا پارسیک دے اندر ہووے، یعنی NGC 253 توں لگ بھگ 16 گُنا دور۔ ایس حد تے اسمان دے اوس ٹکڑے وچ، ٹیم 17 گلیکسیاں دی لسٹ دیندی اے، سب توں نیڑے والی لگ بھگ 9.1 میگا پارسیک اُتے، تے ساریاں زیادہ تر تارے بناؤن والیاں گنیاں گئیاں نیں۔ جے ایہہ تشریح ٹِکی رہی، تے BATSE نے 1991 وچ کسے دوجی گلیکسی توں اپنی پہلی دیو ہیکل بھڑک پھڑی سی۔

360 ہرٹز اُتے کیہ گونج سکدا اے

ساڈی گلیکسی دیاں دیو ہیکل بھڑکاں وچ، تیز جھولاں مدھم ہوندیاں پوچھلاں وچ ظاہر ہوئیاں، چوٹی وچ نہیں؛ اک، لگ بھگ 625 ہرٹز اُتے، تارے دی پیپڑی دی اک تھرتھراہٹ نال جوڑی گئی۔ کجھ مفروضیاں ہیٹھ ایہہ 360 ہرٹز دے نیڑے آ سکدی اے، پر ایہہ ہر تارے دے اندرلے حصے تے مقناطیسی میدان اُتے منحصر اے: دو میگنیٹاراں دا ایہنوں سانجھا کرنا اتفاق ہووے گا۔ ہور ودھ قیاسی اے اوس سرحد اُتے اک تھرتھراہٹ جتھے مرکز دی ڈونگھائی وچ نیوکلیائی مادہ کوارک مادے (quark matter) وچ بدلدا اے: اوہدی فریکوئنسی، 100 تے 1,000 ہرٹز وچکار، بہتی نیوکلیائی طبیعیات اُتے منحصر اے، تارے دی کمیت اُتے تھوڑی۔ کوئی وی اجیہی تھرتھراہٹ چوٹی دی روشنی نوں کیویں شکل دیوے گی، ایہہ اجے غیر یقینی اے۔

صرف گاما شعاعاں وچ سنی گئی دھڑکن

لکھاری لکھدے نیں کہ نتیجے میگنیٹار والے سرچشمے نوں “اکلیاں ثابت نہیں کردے”، پر اوہنوں “ودھ کفایتی تشریح” بنا دیندے نیں: رلن نوں سخت طیف، فوٹو سفیئر پار کردی دھڑکن، 2020 دی بھڑک نال مشابہت تے سانجھیاں ہارمونکس سبھ نوں اکٹھیاں سمجھاؤنا پوے گا۔ جے اجیہیاں ہارمونکس آؤن والے چھوٹے پھٹاں وچ لبھیاں، تے صرف گاما شعاعاں ای بھڑکاں نوں رلن توں وکھ کرن وچ مدد کر سکدیاں نیں، ویلے سِر، تاں جے اگلے مشاہدیاں دی منصوبہ بندی ہو سکے۔ GRB 910711 کول اسمان دا 6 درجے دا اک ٹکڑا، 17 امیدوار گلیکسیاں، تے 360 ہرٹز دے نیڑے اک دھڑکن رہ جاندی اے۔