आकाशगंगेतील सक्रिय तारकीय बालवाड्यांपैकी एका परिसराचा अभ्यास करणाऱ्या खगोलशास्त्रज्ञांनी एक ब्रह्मांडीय पुरवठा-जाळ्याद्वारे वायू कसा वाहतो याचे नकाशीकरण केले आहे, ज्यामुळे तारे तयार होण्यासाठी लागणारा कच्चा माल ते कसा गोळा करतात याचे अधिक स्पष्ट चित्र मिळते.
हे काम मोनोकिरस R2 या सुमारे 2,700 प्रकाशवर्षे दूर असलेल्या तारानिर्मिती प्रदेशावर केंद्रित आहे, आणि हब-फिलामेंट प्रणालीमधून वायू कसा प्रवास करतो याचा अभ्यास करते. अशा रचनेत, लांब दाट फिलामेंट्स कॉम्पॅक्ट हब्सकडे एकत्र येतात, जिथे तारानिर्मिती विशेषतः तीव्र असते. नव्या निरीक्षणांमधून दिसते की त्या फिलामेंट्समधील दाट वायू ही संपूर्ण कथा नाही. फिलामेंट्समधील जागांमध्ये असलेला कमी घनतेचा वायूही प्रणालीला पुरवठा करतो, बाजूने दाट वाहिन्यांमध्ये सरकत त्यांना पुन्हा भरतो.
हा निष्कर्ष खगोलभौतिकीतील एका मूलभूत प्रश्नावर अधिक तपशील जोडतो. तारे वायूपासून बनतात, पण वायू नेमका कसा गोळा केला जातो, एकवटला जातो, आणि तारानिर्मितीच्या भागांपर्यंत कसा पोहोचवला जातो, हे समजून घेणे अजूनही कठीण आहे. याचे महत्त्व असे की तारानिर्मिती फक्त तारे तयार करत नाही. ती आकाशगंगांना आकार देते, रासायनिक समृद्धी नियंत्रित करते, आणि ब्रह्मांडीय काळात पदार्थाचे पुनर्चक्रण कसे होते ते ठरवते.
हब-फिलामेंट प्रणाली महत्त्वाच्या का आहेत
अनेक तारकीय बालवाड्यांमध्ये वायू एखाद्या ढगात समान रीतीने पसरलेला नसतो. तो लांब, अरुंद फिलामेंट्समध्ये संघटित होतो, ज्यांचे aspect ratio जास्त असते. जिथे यापैकी अनेक फिलामेंट्स एकमेकांना छेदतात, तिथे हब्स तयार होतात. या हब्समध्ये अधिक वायू स्तंभ घनता असते आणि उच्च-वजनाच्या तारांच्या तसेच तारकागुच्छांच्या जन्मात त्यांची महत्त्वाची भूमिका असते, असे मानले जाते.
खगोलशास्त्रज्ञांना फार पूर्वीपासून माहीत आहे की दाट वायू फिलामेंट्समधून त्या हब्सकडे वाहतो. त्या चित्रामुळे हब-फिलामेंट प्रणाली तारानिर्मितीच्या सिद्धांतांच्या केंद्रस्थानी आली. पण मुख्य वाहतुकीच्या मार्गांच्या बाहेर काय घडते, याबाबत एक पोकळी होती. जर फिलामेंट्स हब्सना सतत पुरवठा करत असतील, तर फिलामेंट्सनाच काय पुरवठा करतो?
मोनोकिरस R2 मधील निरीक्षणे त्या प्रश्नाचे उत्तर देण्यास मदत करतात. अहवालानुसार, दाट वायू फिलामेंट्समधून जलदगतीने तारानिर्मिती हबमध्ये जातो, तर आंतर-फिलामेंट भागांतील कमी दाट वायू अधिक हळू आणि बाजूने फिलामेंट्समध्ये प्रवेश करतो. याचा परिणाम दोन टप्प्यांचा पुरवठा-साखळी असा होतो: आसपासचा वायू फिलामेंट्सना पुन्हा भरतो, आणि मग फिलामेंट्स वस्तुमान हबकडे नेतात.
तारे इंधन कसे जमवतात याचे अधिक पूर्ण चित्र
हा स्तरित प्रवाह महत्त्वाचा आहे, कारण तो सूचित करतो की तारानिर्मितीची रचना ही निश्चित साठ्यातून संसाधने ओढणाऱ्या स्वतंत्र पाइपलाईन्स नाहीत. त्या व्यापक वातावरणात गुंतलेल्या असतात, जे त्यांना सातत्याने ताजे पुरवते. जर इतर प्रदेशांतही याची पुष्टी झाली, तर हा निष्कर्ष या कल्पनेला पाठिंबा देईल की तारानिर्मिती एका एकमेव दाट रचनेतील साध्या कोसळण्यापेक्षा अनेक स्तरांवरील समन्वित वायू-चळवळीवर अवलंबून असते.
हे संशोधन The Astrophysical Journal Letters मध्ये From Interfilamentary Gas to Filaments and Hubs: Gas Flows in the Monoceros R2 Hub–Filament System या शीर्षकाच्या लेखात प्रकाशित झाले. प्रमुख लेखिका जिह्ये ह्वांग या क्यूशू विद्यापीठाच्या Institute for Advanced Study मध्ये सहाय्यक प्राध्यापक आहेत.
या संघाने कार्बन मोनोऑक्साइडच्या निरीक्षणांचा वापर करून या हालचालींचा मागोवा घेतला; हे तारानिर्मिती भागांमधील रेणवीय वायूसाठी नेहमीचे proxy आहे. अशा ढगांमध्ये रेणवीय हायड्रोजन हा प्रमुख घटक असतो, पण त्याचे थेट निरीक्षण करणे अनेकदा कठीण असते. त्यामुळे कार्बन मोनोऑक्साइड उत्सर्जन खगोलशास्त्रज्ञांना ज्या थंड वायूपासून तारे निर्माण होतात, त्याचे वर्तन नकाशित करण्याचा व्यावहारिक मार्ग देते.
मोनोकिरस R2 हे उपयुक्त लक्ष्य आहे, कारण खगोलीय दृष्टीने ते तुलनेने जवळ आहे आणि ते आधीपासूनच सक्रिय तारानिर्मिती अनुभवत असल्याचे ज्ञात आहे. इन्फ्रारेड इमेजिंगने प्रकाशित रेणवीय ढग दाखवला आहे, जो ताराजननाला इंधन देणाऱ्या वायूने समृद्ध आहे. त्यामुळे नवीन तारे प्रज्वलित होण्यापूर्वी वायू कसा संघटित आणि वाहून नेला जातो, हे तपासण्यासाठी ते नैसर्गिक प्रयोगशाळा ठरते.
दाट वायू वेगाने हलतो, विरळ वायू प्रणालीला आधार देतो
या निष्कर्षातील ठळक बाब फक्त वायूचे प्रवाह अस्तित्वात आहेत एवढी नाही. खगोलशास्त्रज्ञांना त्याची अपेक्षा होती. महत्त्वाची गोष्ट म्हणजे वेगवेगळ्या घनतेच्या वायूंच्या भूमिका वेगळ्या आहेत. दाट फिलामेंट वायू हबमध्ये जाणारा मुख्य वाहक दिसतो आणि तो वेगाने हलतो. अधिक विरळ आंतर-फिलामेंट वायू हळू असतो आणि त्याच प्रकारे थेट हबकडे जात नाही. त्याऐवजी, तो बाजूने फिलामेंट्समध्ये सरकतो, आणि अंतिम वितरण करणाऱ्या संरचना प्रत्यक्षात पुन्हा इंधन भरतो.
हा फरक हे समजावतो की तारानिर्मिती हब्स वेळोवेळी सामग्री कशी खेचत राहू शकतात. पुनर्भरणाशिवाय, एखादा फिलामेंट अखेरीस त्याच्या त्वरित मार्गातील उपलब्ध वायू संपवेल. आजूबाजूच्या कमी घनतेच्या वायूपासून पुनर्भरण झाल्यास, प्रणाली सक्रियपणे राखलेल्या नेटवर्कसारखी वागते.
हा निष्कर्ष खगोलशास्त्रातील व्यापक धडा अधिक बळकट करतो: दिसायला ठळक वाटणाऱ्या रचना अनेकदा त्यांच्या पर्यावरणातील कमी लक्षात येणाऱ्या घटकांद्वारे टिकून राहतात. इथे, लक्ष दाट फिलामेंट्सवर केंद्रित होते, पण आसपासचा वायू त्यांच्या throughput टिकवण्यासाठी अत्यावश्यक असू शकतो.
तारे आणि तारकागुच्छ निर्मितीवरील परिणाम
हब-फिलामेंट प्रणाली विशेषतः विशाल तारे आणि तारकागुच्छांच्या निर्मिती व उत्क्रांतीत महत्त्वाच्या मानल्या जातात. या वस्तूंना तुलनेने घट्ट भागांत मोठ्या प्रमाणात पदार्थ साचणे आवश्यक असते. पुनर्भरित फिलामेंट जाळे पुरेसा वायू लवकर एकवटण्यासाठी एक शक्य मार्ग देते.
जर हब्सना सतत अनेक फिलामेंट्सकडून पुरवठा होत असेल, आणि ते फिलामेंट्सही आंतर-फिलामेंट वायूपासून पुन्हा पुरवले जात असतील, तर तारानिर्मिती ही एका वेळच्या कोसळण्याऐवजी nested inflows द्वारे टिकून राहू शकते. हा आराखडा काही तारकीय बालवाड्या का उत्पादनक्षम राहतात आणि काही हब्स समूहित ताराजननासाठी प्राधान्यस्थानी का बनतात, हे समजावण्यात मदत करू शकतो.
यामुळे सिद्धांतकारांना सिम्युलेशन्स अधिक नेमके करण्यासही मदत होऊ शकते. रेणवीय ढगांच्या मॉडेल्समध्ये अनेकदा turbulence, gravity, magnetic fields, आणि तरुण तारांकडून येणारा feedback यांचा समावेश करावा लागतो. प्रत्यक्ष वायू-प्रवाह भूमितीवरील अधिक चांगल्या निरीक्षणीय मर्यादा कोणत्या भौतिक प्रक्रियांवर भर द्यायचा आणि पदार्थ वहन कसे parameterize करायचे, हे सुधारू शकतात.
- दाट वायू फिलामेंट्समधून हबकडे जलदपणे वाहताना दिसतो.
- कमी घनतेचा वायू आंतर-फिलामेंट भागांतून अधिक हळू सरकतो.
- तो विरळ वायू बाजूने फिलामेंट्समध्ये जाऊन त्यांना पुन्हा भरतो असे दिसते.
- हा निष्कर्ष तारानिर्मिती क्षेत्रे पदार्थाचे बहु-स्तरीय आयोजन कसे करतात याला पाठिंबा देतो.
एका ढगापलीकडे हे का महत्त्वाचे आहे
मोनोकिरस R2 हा फक्त एक प्रदेश आहे, पण या अभ्यासाचे महत्त्व असे आहे की तो कदाचित एका सामान्य यंत्रणेचा मागोवा घेतो. लेखात नमूद केले आहे की हब-फिलामेंट प्रणाली तारानिर्मिती वातावरणांमध्ये व्यापक आहेत. जर तोच पुनर्भरण नमुना इतरत्रही आढळला, तर खगोलशास्त्रज्ञांकडे ताराजननाच्या सर्वाधिक दाट ठिकाणी वायू कसा पोहोचवला जातो याचे अधिक भक्कम सामान्य मॉडेल असेल.
हे खगोलभौतिकीतील एका विशेष कोपऱ्यापेक्षा खूप पुढे महत्त्वाचे आहे. तारानिर्मिती ठरवते की आकाशगंगा वायूला तेजस्वी संरचनेत कसे रूपांतरित करतात. ते जड मूलद्रव्यांची निर्मिती, ग्रह प्रणालींची उत्क्रांती, आणि विश्वाच्या मोठ्या प्रमाणावरील परिसंस्थेला प्रभावित करते. त्यामागील वायुगतिकी समजण्यात झालेली अगदी लहान प्रगतीदेखील खगोलशास्त्राच्या अनेक शाखांमध्ये परिणाम करू शकते.
मोनोकिरस R2 चा निष्कर्ष तारानिर्मितीचा पूर्ण प्रश्न सोडवत नाही. तो त्याहून अधिक उपयुक्त काही करतो: प्रक्रियेतील एक लॉजिस्टिक टप्पा स्पष्ट करतो. तारांना इंधन हवे, हब्सना पुरवठा हवा, आणि पुरवठा मार्गांना पुनर्भरण हवे. आता निरीक्षणे सूचित करतात की फिलामेंट्समधील जागा केवळ पार्श्वभूमी नाही. ती यंत्रणेचाच भाग आहे.
हा भरातील अर्थपूर्ण बदल आहे. तारकीय बालवाड्यांमध्ये रिकाम्यासारखे दिसणारे प्रदेश प्रत्यक्षात रिकामे नसतात, आणि स्पष्ट वाहिन्या स्वतःहून टिकून राहणाऱ्या नसतात. प्रणाली चालते कारण पदार्थ दोन्हीमधून वाहत असतो.
हा लेख Universe Today च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.
Originally published on universetoday.com