आकाशगंगा की एकमात्र हीलियम नोवा का स्रोत आखिरकार पहचाना गया

25 साल पुराना एक तारकीय रहस्य अब साफ़ होने लगा है

2000 के अंत में V445 Puppis के फटते ही, खगोलविदों को तुरंत समझ आ गया कि वे कुछ असामान्य देख रहे हैं। उस विस्फोट में हाइड्रोजन नहीं था, वही तत्व जो सामान्यतः एक classical nova को ऊर्जा देता है। फिर, लगभग तुरंत ही, यह प्रणाली घनी धूल की परत के पीछे छिप गई, केंद्रीय स्रोत को ढक लिया और एक दुर्लभ घटना को लंबे समय तक चलने वाले astrophysical रहस्य में बदल दिया।

अब वह धूल इतनी पतली हो चुकी है कि शोधकर्ता यह पुनर्निर्मित कर सके कि क्या हुआ था। स्रोत सामग्री के अनुसार, University of Warwick के John Mills ने Very Large Telescope की infrared observations, Hubble imaging, Southern African Large Telescope से दो दशकों की spectroscopy, और NASA के TESS mission की photometry को मिलाकर V445 Puppis के केंद्र में मौजूद binary system का खुलासा किया। परिणाम बताता है कि यह object एक white dwarf है जो एक helium star से पदार्थ खींच रहा है, जिससे आखिरकार यह समझ में आता है कि हाइड्रोजन के बिना यह विस्फोट कैसे हुआ।

यह खोज महत्वपूर्ण है, क्योंकि V445 Puppis अभी भी आकाशगंगा की एकमात्र पुष्टि की गई helium nova है। इसलिए यह सिर्फ एक विचित्रता नहीं है। यह mass transfer, thermonuclear ignition, और binary evolution कैसे काम करते हैं, इसे परखने की एक दुर्लभ प्रयोगशाला है, जब घटना को hydrogen नहीं बल्कि helium संचालित कर रहा हो।

शुरू से ही V445 Puppis अलग क्यों था

एक सामान्य nova में, एक white dwarf किसी companion star की परिक्रमा करता है और समय के साथ उससे hydrogen-rich gas खींचता है। वह पदार्थ white dwarf की सतह पर जमा होता रहता है, जब तक pressure और temperature इतने नहीं बढ़ जाते कि runaway thermonuclear flash शुरू हो जाए। विस्फोट नाटकीय होता है, लेकिन white dwarf आमतौर पर बच जाता है, जिससे accretion जारी रहे तो यह चक्र दोबारा हो सकता है।

V445 Puppis ने भी मोटे तौर पर वही ढांचा अपनाया, लेकिन एक निर्णायक अंतर के साथ: ईंधन helium था। स्रोत पाठ के अनुसार, companion एक helium star है, यानी ऐसा तारा जिसकी बाहरी hydrogen envelope हटा दी गई है, संभवतः उसी white dwarf द्वारा जिसने अब उससे accrete करना शुरू किया है। ऐसे तारे असाधारण रूप से दुर्लभ हैं। लेख में उन्हें आकाशगंगा के सैकड़ों अरब तारों में से शायद केवल कुछ हज़ार बताया गया है।

यही दुर्लभता समझाती है कि helium novae इतनी कम क्यों देखी जाती हैं। यह उन सभी नई सीमाओं के दांव को भी बढ़ाती है, जो खगोलविद इस प्रणाली पर लगा सकते हैं। जब आकाशगंगा में केवल एक ही पुष्टि किया गया उदाहरण हो, तो उसके orbit, debris, composition, और eruption के बाद के व्यवहार का विवरण असाधारण रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है।

धूल ने सबूत छिपाए, लेकिन हमेशा के लिए नहीं

2000 के eruption ने केवल एक दुर्लभ nova की घोषणा नहीं की। उसने ऐसी परिस्थितियाँ भी पैदा कीं, जिन्होंने इस प्रणाली का अध्ययन कठिन बना दिया। उस outburst ने एक bipolar shell छोड़ा जो एक ट्रिलियन किलोमीटर से अधिक फैल गया, और एक घना dust disc बनाया जिसने लगभग एक चौथाई शताब्दी तक केंद्रीय binary को ढक कर रखा। वर्षों तक, खगोलविद debris को फैलते हुए देखते रहे, लेकिन उसे बनाने वाले engine को नहीं देख सके।

अब वह geometry कहानी के केंद्र में दिख रही है। स्रोत में वर्णित pinched-waist structure के साथ expanding shell के बीच का dust disc ही सिस्टम को छिपाने के लिए ज़िम्मेदार था। जैसे-जैसे debris धीरे-धीरे साफ़ हुआ, बहु-उपकरणीय पुनर्निर्माण के लिए पर्याप्त प्रकाश बाहर आने लगा।

यह याद दिलाता है कि खगोलीय रहस्य आमतौर पर कैसे सुलझते हैं। एक snapshot से नहीं, बल्कि दशकों और कई wavelengths में लगातार प्रयास से। Infrared data visible light की तुलना में धूल को बेहतर भेदता है। Spectroscopy गति और composition का पीछा करती है। Space-based photometry समय-संबंधी जानकारी जोड़ती है। Hubble और बड़े ground telescopes स्थानिक विवरण देते हैं। V445 Puppis में, वह लंबा observational baseline निर्णायक साबित हुआ।

आश्चर्यजनक orbital period वाली एक दुर्लभ binary

पुनर्प्राप्त प्रणाली की तस्वीर में कम से कम दो उल्लेखनीय परिणाम हैं। पहला, दोनों तारे हर 3.7 दिन में एक-दूसरे की परिक्रमा करते हैं, जो स्रोत पाठ के अनुसार खगोलविदों की पुरानी धारणा से लगभग दोगुना लंबा है। संशोधित orbital timing से शोधकर्ता binary का मॉडल कैसे बनाते हैं, यह बदलता है, जिसमें यह भी शामिल है कि पदार्थ कैसे स्थानांतरित होता है और भविष्य के eruption के लिए परिस्थितियाँ कितनी जल्दी फिर से बन सकती हैं।

दूसरा, accretion apparently पहले ही दोबारा शुरू हो गया है। यानी white dwarf अपने helium-star companion से फिर से पदार्थ चुरा रहा है। इसका मतलब है कि 2000 की घटना ने प्रणाली की कहानी खत्म नहीं की; उसने उसे reset कर दिया। binary अब भी सक्रिय है, और इसलिए V445 Puppis केवल एक postmortem case नहीं, बल्कि भविष्य के बदलावों पर नज़र रखने लायक एक evolving object है।

उस outflow में embedded gas clumps भी शामिल हैं, संभवतः oxygen-rich, जो प्रति घंटे 12 मिलियन किलोमीटर तक की गति से चल रहे हैं। स्रोत सामग्री के अनुसार, Mills को संदेह है कि ये knots मुख्य outburst के बाद छोड़े गए थे, और ऐसा कुछ किसी अन्य nova में नहीं देखा गया। यदि यह पुष्टि हो जाता है, तो यह उस प्रणाली में एक और विचित्र परत जोड़ देगा जो पहले से ही galactic record में अकेली खड़ी है।

एक अजीब तारे से आगे helium novae क्यों मायने रखते हैं

Helium novae अपने आप में दिलचस्प हैं, लेकिन V445 Puppis एक बहुत बड़े प्रश्न से भी जुड़ सकता है: कुछ white dwarfs विनाशकारी विस्फोट की ओर कैसे विकसित होते हैं। स्रोत पाठ इस शोध-रेखा को Type Ia supernovae से जोड़ता है, वे stellar explosions जो cosmological yardsticks के रूप में काम आई हैं और ब्रह्मांड के तेज़ी से फैलाव को समझने में मदद की है।

लेख यह दावा नहीं करता कि V445 Puppis का अंत Type Ia supernova बनना तय है, और यह अंतर महत्वपूर्ण है। यह केवल इतना सुझाता है कि यह प्रणाली एक ऐसा मार्ग उजागर कर सकती है जिसके माध्यम से white dwarfs असामान्य परिस्थितियों में पदार्थ हासिल करते और संसाधित करते हैं। उस मार्ग को समझना यह बताने वाले मॉडलों को बेहतर बना सकता है कि कौन-सी binary recurrent novae बनी रहती हैं, कौन-सी बहुत अधिक mass खोकर बढ़ नहीं पातीं, और कौन-सी कहीं अधिक विनाशकारी घटना की सीमा के करीब पहुँच सकती हैं।

यही दुर्लभ प्रणालियों का वैज्ञानिक मूल्य है। वे मौजूदा श्रेणियों की परीक्षा लेती हैं। एक hydrogen-free nova खगोलविदों को पूछने पर मजबूर करती है कि क्या उनके standard frameworks पर्याप्त व्यापक हैं, और क्या बाहर से विचित्र लगने वाली binary प्रणालियाँ बेहतर-ज्ञात cosmic phenomena को समझाने में मदद कर सकती हैं।

आगे क्या

V445 Puppis अब पूरी तरह छिपा हुआ नहीं है, लेकिन हर मायने में यह सुलझा हुआ मामला भी नहीं है। उच्च-गति वाले clumps की composition, outflow का सटीक क्रम, और प्रणाली की दोबारा शुरू हुई accretion कैसे विकसित होगी, इन पर सवाल बने हुए हैं। निरंतर निगरानी महत्वपूर्ण होगी, खासकर क्योंकि इस object ने पहले ही दिखा दिया है कि यह दशकों तक अपनी visibility बदल सकता है।

फिर भी, केंद्रीय रहस्य काफी सिमट गया है। खगोलविदों को अब लगता है कि उन्होंने आकाशगंगा की एकमात्र पुष्टि की गई helium nova के लिए ज़िम्मेदार binary की पहचान कर ली है: 3.7-दिन के orbit में एक stripped helium star से पदार्थ खींचता हुआ white dwarf। 25 वर्षों के अप्रत्यक्ष सुरागों के बाद, यह एक बड़ी प्रगति है। कभी-कभी खगोलशास्त्र में breakthrough का मतलब नया object खोजना नहीं होता। इसका मतलब होता है, आखिरकार उस चीज़ को देख पाना जो हमेशा से वहाँ थी।

• V445 Puppis 2000 में हाइड्रोजन के बिना फटा था, जिससे यह आकाशगंगा की एकमात्र पुष्टि की गई helium nova बना।
• शोधकर्ताओं ने छिपी binary system की पहचान के लिए VLT, Hubble, SALT, और TESS data का उपयोग किया।
• इस प्रणाली में एक white dwarf है जो एक दुर्लभ helium star से पदार्थ accrete कर रहा है।
• तारे हर 3.7 दिन में एक-दूसरे की परिक्रमा करते हैं, और eruption के बाद accretion फिर से शुरू हो चुका है।

यह लेख Universe Today की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.