दीर्घकाळ स्वीकारलेल्या मर्यादेखाली फिरणारा एक ड्वार्फ नोव्हा खगोलशास्त्रज्ञांनी शोधला

कागदावर तरी अस्तित्वात नसावी अशी एक द्वैतीय तारा प्रणाली

तारे कसे मरतात याचा अभ्यास करणाऱ्या खगोलशास्त्रज्ञांना एक घनिष्ठ द्वैतीय प्रणाली सापडली आहे जी क्षेत्रातील दीर्घकाळ चालत आलेल्या नियमांपैकी एक मोडत असल्यासारखी दिसते. KSP-OT-202104a नावाने ओळखला जाणारा हा घटक एक ड्वार्फ नोव्हा आहे, ज्याचे दोन तारे फक्त 72 मिनिटांत एक फेरी पूर्ण करतात. हा आकडा या प्रकारच्या प्रणालींसाठी मोठ्या प्रमाणावर उद्धृत केल्या जाणाऱ्या सुमारे 76 मिनिटांच्या period minimum पेक्षा खाली येतो, ज्यामुळे तो आतापर्यंत ज्ञात असलेल्या मोजक्याच अशा अपवादांपैकी एक ठरतो.

हा शोध महत्त्वाचा आहे, कारण ड्वार्फ नोव्हा ही काही अस्पष्ट कुतूहले नाहीत. जवळच्या द्वैतीय तार्‍यांमध्ये पदार्थाची देवाणघेवाण कशी होते, तेजस्वी उद्रेक कसे होतात, आणि त्या त्यांच्या अंतिम अवस्थेकडे कशा उत्क्रांत होतात, हे पाहण्यासाठी ती सर्वात स्पष्ट प्रयोगशाळांपैकी एक आहे. एखादी प्रणाली अपेक्षित मर्यादेबाहेर गेली, तर प्रचलित मॉडेल कुठे अपूर्ण आहेत हे उघड होते. या प्रकरणात, नवा घटक सूचित करतो की किमान काही परस्परसंवादी द्वैतीय तारे अशा उत्क्रांती मार्गांवर जाऊ शकतात, ज्यांचे खगोलशास्त्रज्ञांनी अद्याप पूर्णपणे मॅपिंग केलेले नाही.

हा नोंदवलेला प्रणाली Korea Astronomy and Space Science Institute मधील Sang Chul Kim यांच्या नेतृत्वाखालील पथकाने ओळखला. मूळ साहित्याप्रमाणे, period minimum खाली सापडलेली ही आता दहावी ज्ञात प्रणाली आहे. त्या दहांपैकी दोन प्रणाली त्याच कोरियन पथकाने शोधल्या आहेत, ज्यात 2022 मध्ये ओळखलेले एक आधीचे प्रकरणही समाविष्ट आहे. त्यामुळे हा निष्कर्ष केवळ एकदाच घडलेली विसंगती राहत नाही. तो सुधारित निरीक्षण धोरणांनी शोधून काढू लागलेल्या एका नमुन्याकडे निर्देश करतो.

76 मिनिटांची मर्यादा का महत्त्वाची आहे

ड्वार्फ नोव्हामध्ये एक तारा white dwarf असतो, म्हणजे सूर्यसदृश तारा इंधन संपवल्यानंतर उरलेला दाट अवशेष. तो white dwarf अजून जिवंत असलेल्या त्याच्या साथीच्या ताऱ्याकडून वायू खेचून घेतो. तो वायू आतल्या बाजूने सर्पिल मार्गाने सरकत असताना एक accretion disk तयार करतो, आणि ही प्रणाली पृथ्वीवरून दिसणाऱ्या नाट्यमय उद्रेकांमधून काळानुसार उजळते.

दशकानुदशके खगोलशास्त्रज्ञांनी अशा प्रणालींचा परिभ्रमण कालावधी किती लहान होऊ शकतो यासाठी सुमारे 76 मिनिटे ही एक व्यावहारिक खालची मर्यादा मानली आहे. यामागचे तर्क तारा उत्क्रांती आणि कक्षीय गतिशास्त्राशी जोडलेले आहेत. साथीचा तारा वस्तुमान गमावत असताना आणि दोन्ही घटक अधिक जवळ येत फिरत असताना, मॉडेल्सनुसार प्रणाली एका किमान कालावधीपर्यंत पोहोचते, त्यानंतर कल उलटतो. त्या बिंदूच्या खाली, पारंपरिक गृहितके अपयशी ठरू लागतात.

म्हणूनच KSP-OT-202104a उठून दिसतो. 72 मिनिटांवर तो केवळ थोडासा वेगळा नाही. तो अशा मापदंड अवकाशात आहे जिथे विद्यमान पाठ्यपुस्तकाधारित अपेक्षा आणि निरीक्षण यांची सांगड घालणे कठीण होते. प्रश्न केवळ हा नाही की हा विशिष्ट जोड इतका संकुचित कसा झाला, तर कोणत्या लपलेल्या चलांनी किंवा पर्यायी इतिहासांनी ते शक्य केले.

अनेक स्पष्टीकरणे शक्य आहेत, आणि ती सर्व वैज्ञानिकदृष्ट्या उपयुक्त आहेत

मूळ मजकूरात या प्रणालीतील साथीच्या ताऱ्यासाठी अनेक शक्यता मांडल्या आहेत. तो दिसतो त्यापेक्षा खूप जुना असू शकतो आणि स्वतःच्या अंतिम टप्प्यातील उत्क्रांतीच्या जवळ असू शकतो. तो विलक्षण प्रमाणात हिलियमसमृद्ध असू शकतो. तो जड मूलद्रव्यांमध्ये गरीब असू शकतो. किंवा त्याच्यात सामान्य परिस्थिती गृहित धरते त्यापेक्षा अधिक दाट, अधिक टिकाऊ केंद्रभाग असू शकतो.

यापैकी प्रत्येक स्पष्टीकरण सध्याच्या समजुतीतील वेगळ्या उणिवेकडे निर्देश करते. उदाहरणार्थ, हिलियमसमृद्ध donor म्हणजे पारंपरिक कमी वस्तुमानाच्या साथीपेक्षा वेगळा रासायनिक आणि संरचनात्मक इतिहास सूचित करतो. धातू-अल्प तारा इतक्या वेगळ्या प्रकारे उत्क्रांत होऊ शकतो की वस्तुमान गमावताना त्याचा त्रिज्या कसा बदलतो, ते बदलू शकते. अधिक दाट केंद्रभाग ताऱ्याला संकुचित ठेवू शकतो, जरी तो white dwarf कडे पदार्थ पाठवत राहिला तरी, आणि त्यामुळे सामान्यतः अपेक्षित असलेल्या कालावधीपेक्षा लहान परिभ्रमण कालावधी शक्य होतो.

या शक्यता महत्त्वाच्या आहेत कारण त्या केवळ नोंदींच्या तपशीलांपुरत्या मर्यादित नाहीत. घनिष्ठ द्वैतीयांमध्ये, रचना आणि अंतर्गत बांधणी पदार्थप्रवाह, कोनीय संवेगाची हानी, आणि काळानुसार कक्षा कशी प्रतिसाद देते यावर निर्णायक परिणाम करू शकतात. त्यामुळे period minimum खाली असलेली प्रणाली खगोलशास्त्रज्ञ सिद्धांत आणि निरीक्षण यांना जोडण्यासाठी वापरत असलेल्या मॉडेल्ससाठी एक प्रकारचा stress test ठरते.

तिला पकडण्यासाठी जागतिक निरीक्षणशक्ती का लागली

अशी वस्तू शोधणे कठीण असते, कारण ती मंद, जलद आणि नेहमी सक्रिय नसते. तिला पकडण्यासाठी सातत्य आणि योग्य वेळ दोन्ही लागतात. कोरियन पथकाने KMTNet वर अवलंबून राहिले, जे चिली, दक्षिण आफ्रिका आणि ऑस्ट्रेलिया येथे असलेल्या तीन समान दुर्बिणींचे जाळे आहे. दीर्घ रेखांशांवर विखुरलेले असल्यामुळे, पृथ्वी फिरत असताना ही केंद्रे प्रत्यक्षात रात्रीचे आकाश एकमेकांकडे सोपवू शकतात, ज्यामुळे कमी व्यत्ययासह त्याच लक्ष्याचे सातत्यपूर्ण निरीक्षण शक्य होते.

हे सतत कव्हरेज विशेषतः कमी कालावधीच्या प्रणालींसाठी मौल्यवान आहे. जेव्हा पूर्ण कक्षेसाठीचे घड्याळ फक्त तासाभरापेक्षा थोडे जास्त असते, तेव्हा चक्राचा काही भाग चुकल्यास अर्थ लावणे धूसर होऊ शकते. जागतिक पातळीवर विखुरलेले जाळे त्या अंध जागा कमी करते आणि तात्पुरत्या तेजवृद्धीच्या घटना पकडण्याची शक्यता वाढवते.

प्राथमिक शोधानंतर Gemini Observatory कडून पाठपुरावा निरीक्षणे आली, ज्याच्या 8-मीटर आरशांनी प्रणालीचे अधिक विश्वासार्ह वर्णन करण्यासाठी आवश्यक तपशीलवार मोजमाप पुरवले. मूळ साहित्य ठळकपणे सांगते की कोरियन पथक KMTNet आणि Gemini-संबंधित कार्य दोन्ही चालविण्यात मदत करते, ज्यामुळे अशा शोधासाठी आवश्यक असलेले व्यापक निरीक्षण आणि खोल पाठपुरावा यांचा संगम त्यांच्याकडे उपलब्ध आहे.

हा निकाल आधुनिक खगोलशास्त्र एकट्या उपकरणांपेक्षा समन्वित पायाभूत सुविधांवर अधिकाधिक अवलंबून आहे, याची आठवण करून देतो. दुर्मीळ प्रणाली बहुतेकदा सर्वेक्षणे, वेळनियोजन आणि उच्च-संवेदनशील पुष्टीकरण एकत्र आले कीच समोर येतात. KSP-OT-202104a हे त्या पद्धतीचे यशस्वी उदाहरण आहे.

लहान नमुना, पण मोठे परिणाम

period minimum खाली ओळखलेल्या दहा प्रणाली अजूनही खूपच लहान नमुना आहेत, पण तो आता नगण्य राहिलेला नाही. संख्या एखाद्या एकमेव अपवादात्मक वस्तूपलीकडे गेल्यावर, खगोलशास्त्रज्ञांनी विचारले पाहिजे की हे अपवाद जुन्या सर्व्हेंनी चुकवलेली व्यापक लोकसंख्या उघड करत आहेत का. तसे असल्यास, समस्या ही नाही की एका ताऱ्यांच्या जोडप्याने नियम मोडले. समस्या ही आहे की नियम अपूर्ण पुराव्यांवर आधारित होते.

त्या शक्यतेचे व्यापक परिणाम आहेत, कारण जवळच्या द्वैतीयांमधील तारा उत्क्रांतीच्या अंतिम टप्प्यांचे संशोधक कसे अर्थ लावतात यावर ते परिणाम करतात. ड्वार्फ नोव्हा हे वस्तुमान स्थानांतरण, accretion physics, आणि संकुचित प्रणालींच्या जीवनचक्राशी संबंधित प्रश्नांशी जोडलेले आहेत. दुर्मीळ उदाहरणे अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेतल्याने मोठ्या चौकटीची विश्वासार्हता सुधारू शकते.

KSP-OT-202104a स्वतःहून तारा उत्क्रांतीच्या सिद्धांताला उलथवून टाकत नाही. पण ते अपेक्षा आणि निरीक्षण यांच्यातील खऱ्या ताणाला अधोरेखित करते, आणि ते इतक्या अचूकपणे मोजलेल्या प्रणालीद्वारे करते की तिच्याकडे लक्ष द्यावे लागते. हा शोध दुर्मीळ वस्तूंच्या एका वर्गाचा विस्तार करतो आणि काही तारे मानक चित्रात अद्याप नीट न पकडलेल्या मार्गांनी मरतात, हा मुद्दा अधिक बळकट करतो.

खगोलशास्त्रासाठी, ठेवण्यासारखा विसंगत घटक नेमका हाच आहे. सर्वात मौल्यवान अपवाद ते नसतात जे चांगल्या डेटाखाली नाहीसे होतात. ते ते असतात जे तपासणीला तोंड देतात आणि सिद्धांताला अधिक पूर्ण होण्यास भाग पाडतात. ही नव्याने ओळखलेली ड्वार्फ नोव्हा त्या वर्गात मोडते असे दिसते.

हा लेख Universe Today च्या बातमीवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.