உச்சத்தை எட்ட 88 நாள்கள் எடுத்த சூப்பர்நோவா

ஹைட்ரஜன் நிறைந்த ஒரு விண்மீன் வெடித்த பிறகு நிதானமாக நடந்துகொள்ளலாம் என்று சூப்பர்நோவா 1987A வானியலாளர்களுக்குக் கற்பித்தது: சில நாள்களில் பிரகாசித்துவிடுவதற்குப் பதிலாக, அது சுமார் 100 நாள்கள் மெதுவாக ஒளிர்ந்தது. அது ஒரு சிறிய குடும்பத்தின், “87A போன்ற” சூப்பர்நோவாக்களின், முன்மாதிரியானது — சுமார் 30 அறியப்பட்டுள்ளன, சரியும் விண்மீன்கள் அனைத்திலும் ஏறக்குறைய 1.4%.

அண்மை ஆண்டுகளில், பரந்த வான் ஆய்வுகள் இந்தக் குடும்பத்தின் சில தீவிர உறுப்பினர்களைக் கண்டறிந்துள்ளன; அவை மற்றவற்றைவிட மிகப் பிரகாசமானவை, நீண்ட காலம் நீடிப்பவை. புதிதாகப் பிறந்த நியூட்ரான் விண்மீனின் நியூட்ரினோக்கள் விண்மீனைச் சிதறடிக்கும் வழக்கமான பொறிமுறையால் அவற்றை விளக்குவது கடினம்.

மெதுவான ஒரு ராட்சதன்

2023 மே 11 அன்று, கலிபோர்னியாவின் Zwicky Transient Facility, 0.1020 செம்பெயர்ச்சியில் (redshift), அதாவது சுமார் 485 மெகாபார்செக், அல்லது 160 கோடி ஒளியாண்டுகள் தொலைவிலுள்ள ஒரு சிறிய விண்மீன் மண்டலத்தில் ஒரு புதிய மூலத்தைக் கண்டது. SN 2023iop எனப் பெயரிடப்பட்ட அதை, இஸ்ரேலின் வைஸ்மேன் அறிவியல் நிறுவனத்தின் ஸ்டீவ் ஷுல்ட்ஸே தலைமையிலான ஒரு சர்வதேசக் குழு, புற ஊதா முதல் வானொலி அலைகள் வரையிலான தொலைநோக்கிகளுடன் 600 நாள்களுக்கு மேல் பின்தொடர்ந்தது.

அதன் உச்சத்தை எட்ட குறைந்தது 88 நாள்கள் ஆயின — உண்மையான ஏற்றம் இதைவிட நீண்டது, ஏனெனில் கண்டறியப்பட்டபோதே அது ஏறிக்கொண்டிருந்தது.
உச்சத்தில் அது −20.1 தனி ஒளிப்பருமனை (absolute magnitude) எட்டியது: அதன் குடும்பத்தின் முந்தைய சாதனையாளரான OGLE-73-ஐவிடச் சுமார் 0.9 ஒளிப்பருமன், SN 1987A-ஐவிட 3.7 முதல் 4.0 ஒளிப்பருமன் அதிகப் பிரகாசம். இந்த அளவுகோலில் குறைவான எண் அதிகப் பிரகாசத்தைக் குறிக்கிறது; ஒவ்வொரு ஒளிப்பருமனும் சுமார் 2.5 மடங்கு.
அது குறைந்தது 4.3 × 10⁵⁰ erg கதிர்வீசியது, அநேகமாக 10⁵¹-க்கு நெருக்கமாக — erg என்பது ஆற்றலின் மிகச் சிறிய அலகு; ஆயினும் சூரியன் சில நூறு கோடி ஆண்டுகளில் கதிர்வீசும் அளவு அதுவே.
அதன் நிறமாலைகள் சாதாரண ஹைட்ரஜன் நிறைந்த சூப்பர்நோவாவுடையதைப் போலத் தோன்றுகின்றன — ஆனால் மிக மிக மெதுவாக மாறுகின்றன. உச்சத்துக்குக் கிட்டத்தட்ட ஓராண்டுக்குப் பிறகும், மேலுறை ஒளி ஊடுருவும் நிலைக்கு மாறி உட்கருவின் கோடுகளைக் காட்டத் தொடங்கும் கட்டத்துக்கு SN 2023iop இன்னும் நுழையவில்லை — SN 1987A அந்தக் கட்டத்தை சுமார் 100 நாள்களில் எட்டியது.

பல சூப்பர்நோவாக்களுக்கு நேரத்துக்கு எதிரான தனி ஒளிப்பருமன் வளைவுகள்; SN 2023iop மிக உயர்ந்தது, மிக அகலமானது.

SN 1987A, SN 2018hna, தீவிர நிகழ்வுகளான OGLE-73, SN 2020faa, ZTF ஆய்வின் 87A போன்ற சூப்பர்நோவாக்கள் (சாம்பல்) ஆகியவற்றுக்கு எதிராக SN 2023iop (கருப்பு): அவை அனைத்தையும்விடப் பிரகாசமானது, அகலமானது. — படம் 18, Schulze et al. (2026), arXiv:2610.27312.

நியூட்ரினோக்களுக்கு மிக அதிக ஆற்றல்

நியூட்ரினோ-இயக்க வெடிப்புக்கு ஒரு நிலையான வரவுசெலவு உண்டு: புதிதாகப் பிறந்த நியூட்ரான் விண்மீன் சுமார் 3 × 10⁵³ erg வெளியிடுகிறது; உருவகப்படுத்தல்கள் அதில் சுமார் 1%-ஐ இயக்கமாக மாற்றுகின்றன; சாதாரண சூப்பர்நோவா சுமார் 10⁴⁹ erg மட்டுமே கதிர்வீசுகிறது. SN 2023iop-க்கு இணையாக, முழுச் சங்கிலியும் சுமார் 50 மடங்கு அதிகத் திறனுடன் இருக்க வேண்டும் — அது வேகமான வெளியேற்றப் பொருளாகவோ சுற்றியுள்ள வாயுவுடன் மோதலின் தடயங்களாகவோ தெரிந்திருக்கும். இரண்டுமே காணப்படவில்லை.

ஒளி வளைவு மேலும் இரண்டு துப்புகளைத் தருகிறது. மெதுவான ஏற்றம் 12 சூரிய நிறைகளுக்கு மேல் வெளியேற்றப்பட்ட பொருளைக் குறிக்கிறது. பல சூப்பர்நோவாக்களைப் போல உச்சம் கதிரியக்க நிக்கல்-56-ஆல் இயக்கப்பட்டிருந்தால், அதில் சுமார் 2.2 சூரிய நிறை தேவைப்படும் — நியூட்ரினோ-இயக்க வெடிப்பு உருவாக்கக்கூடியதைவிட அதிகம். கதிரியக்கம் ஆதிக்கம் செலுத்தினால் மட்டுமே செல்லுபடியாகும் மேல் வரம்பு இது என்று ஆசிரியர்கள் வலியுறுத்துகின்றனர்.

நிக்கலின் கைரேகை

மிகவும் வெளிப்படுத்தும் துப்பு தாமதமாகத் தோன்றியது. உச்சத்துக்குப் பின் 326-ஆம் நாளில், நிறமாலையில் 7,300 ஆங்ஸ்ட்ராம் அருகே, 140-ஆம் நாள் வரை இல்லாத இரண்டாவது மேடு ஒன்று வளர்ந்திருந்தது. குழு அதைத் தற்காலிகமாக நிலையான நிக்கல்-58 கோடாக அடையாளம் காண்கிறது; வாயு 5,000 K-இல் இருந்தால் அதில் சுமார் 0.017 சூரிய நிறை இருப்பதை இது குறிக்கிறது — 3,000 K-இல் இருந்தால் பத்து மடங்கு அதிகம்.

இது முக்கியம், ஏனெனில் சாதாரணமாகச் சரியும் விண்மீன்கள் இதைவிடச் சுமார் பத்து மடங்கு குறைவாகவே உருவாக்குகின்றன. இத்தகைய அளவுகள், ஹீலியம் உட்கரு நூறு சூரியன்களைத் தாண்டும் இணை-நிலையின்மை சூப்பர்நோவா (pair-instability supernovae) மாதிரிகளில் மட்டுமே எட்டப்படுகின்றன. இந்த வழி 65 முதல் 130 சூரியன்கள் எடையுள்ள ஹீலியம் உட்கருக்களுக்குத் திறக்கிறது: உட்கருவைத் தாங்கிநிற்கும் ஒளித் துகள்களின் (ஃபோட்டான்களின்) செலவில் அங்கு எலக்ட்ரான்-பாசிட்ரான் இணைகள் உருவாகின்றன; அந்த அழுத்தத்தை இழந்த உட்கரு சுருங்கி, வெப்பமடைந்து, இணைவு வினை ஒரே நேரத்தில் கட்டுக்கடங்காமல் பெருகி, முழு விண்மீனையும் சிதைக்கப் போதுமானதாகிறது. ஒப்பீட்டுச் சூப்பர்நோவாக்கள் எதிலும் இந்த மேடு இல்லை.

பொருந்துவதும் பொருந்தாததும்

190 சூரிய நிறை கொண்ட ஒரு செம்பெருவிண்மீனின் (red supergiant) இணை-நிலையின்மை வெடிப்புக்கான வெளியிடப்பட்ட ஒரு மாதிரி, ஏற்றம், உச்சம், நிறமாலைகள் ஆகியவற்றுடன் வியக்கத்தக்க அளவு பொருந்துகிறது — உச்சத்துக்குப் பின் 150 நாள்கள் வரை. பிறகு அது தோற்கிறது: கோபால்ட்-56 சிதையும்போது மாதிரி 100 நாள்களுக்குச் சுமார் 1 ஒளிப்பருமன் மங்குகிறது; ஆனால் SN 2023iop 100 நாள்களுக்கு 0.2 ஒளிப்பருமன் மட்டுமே மங்கி, நீல ஒளியில் மாதிரியைவிட 3.5 ஒளிப்பருமன் வரை (சிவப்பில் 0.7) அதிகப் பிரகாசமாகவும், மாதிரியைவிட நீலமாகவும் இருந்தது.

மூன்று நிறங்களில் தேதிக்கு எதிரான பிரகாசத்தின் மூன்று பகுதிகள்; தரவுப் புள்ளிகளும் உச்சத்துக்குப் பின் விலகும் இரண்டு மாதிரி வளைவுகளும்.

மூன்று நிறங்களில் 190 சூரிய நிறை கொண்ட இரண்டு இணை-நிலையின்மை மாதிரிகளுக்கு எதிராக SN 2023iop (கருப்புப் புள்ளிகள்): செம்பெருவிண்மீன் மாதிரி (சிவப்புக் கோடு) உச்சத்துக்குப் பின் சுமார் 150 நாள்கள் வரை தரவைப் பின்தொடர்ந்து, பின்னர் அதற்குக் கீழே விழுகிறது. — படம் 13 (மேல் பகுதிகள்), Schulze et al. (2026), arXiv:2610.27312.

குழு மாற்று விளக்கங்களைச் சோதித்தது. ஒளி எதிரொலி — முந்தைய உச்சத்தைப் பிரதிபலிக்கும் தூசு — நிறமாலைகளின் சீரான பரிணாமத்தால் நிராகரிக்கப்படுகிறது. மையக் கருந்துளை அல்லது நியூட்ரான் விண்மீன் மேல் திரும்ப விழும் பொருள் ஒட்டுமொத்த வடிவத்தைச் சரியாகத் தருகிறது, நிறங்களை அல்ல. விண்மீன் இறப்பதற்கு முன் உதிர்த்த, ஒரு வட்டில் மறைந்திருக்கும் வாயுவுடனான மோதல் ஆற்றல் ரீதியாகச் சாத்தியம்; வழக்கமான குறுகிய கோடுகளை விட்டுச்செல்லாமல் பிந்தைய ஒளிர்வை அது வழங்கக்கூடும். வேறு இரண்டு துப்புகள் ஒரு அசாதாரண விண்மீனைச் சுட்டுகின்றன: சமச்சீரற்ற வெடிப்பின் அடையாளமான 0.8–1.0% முனைவாக்கப்பட்ட (polarised) ஒளி, மற்றும் சுமார் 15 கோடி சூரிய நிறை கொண்ட, கன தனிமங்கள் குறைவாக இருக்கக்கூடிய ஒரு குள்ள விருந்தோம்பி விண்மீன் மண்டலம் — ஒரு விண்மீன் அவ்வளவு பெரிய உட்கருவைத் தக்கவைக்க இது ஒரு நிபந்தனை.

தொலைதூரப் பிரபஞ்சத்துக்கு ஓர் எச்சரிக்கை

இணை-நிலையின்மை வெடிப்பே, பிந்தைய கூடுதல் ஒளிர்வு மறைந்த இடைவினையால் இயக்கப்படும், மிகவும் நம்பத்தகுந்த காட்சி என்று ஆசிரியர்கள் முடிவுசெய்கின்றனர். வரம்புகள் பற்றி அவர்கள் தெளிவாக உள்ளனர்: நிக்கல் அடையாளம் ஒரே ஒரு நிறமாலைக் கோட்டைச் சார்ந்துள்ளது, உறுதிப்படுத்தல் தேவை; மேலும் SN 2023iop-க்கு “ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட” ஆற்றல் மூலம் “தேவைப்படுவதாகத் தோன்றுகிறது”.

எதிர்கால ஆய்வுகளுக்கான ஒரு பாடத்தையும் அவர்கள் எடுக்கின்றனர். SN 2023iop-இன் விசித்திரமான பிந்தைய நடத்தை அதிகத் தொலைவுகளில் கண்ணுக்குத் தெரியாது — 0.3 செம்பெயர்ச்சிக்கு அப்பால் ரூபின் ஆய்வகத்தின் ஒற்றைப் படங்களுக்குக் கீழேயும், 2 முதல் 6 செம்பெயர்ச்சிக்கு அப்பால் ஜேம்ஸ் வெப் ஆய்வு வரம்புகளுக்குக் கீழேயும். தொலைவிலிருந்து பார்த்திருந்தால், அது “எந்தத் தயக்கமும் இல்லாமல்” இணை-நிலையின்மை வேட்பாளராக முத்திரை குத்தப்பட்டிருக்கும். எனவே தொலைதூர வேட்பாளர்கள் உண்மையைவிடத் தூய்மையாகத் தோன்றக்கூடும். ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளித் தொலைநோக்கியின் அங்கீகரிக்கப்பட்ட அவதானிப்புகள், காட்சிகளை வேறுபடுத்தக்கூடிய தூசையும் அகச்சிவப்புக் கோடுகளையும் SN 2023iop-இல் தேடும்.