एमआईटी ने अपने साथी तारे को "धीरे-धीरे निगलने" वाले तारे की खोज की, यह प्रक्रिया अरबों वर्षों तक चल सकती है

सार:

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) के नेतृत्व में एक अंतरराष्ट्रीय शोध दल ने एक दुर्लभ बाइनरी सिस्टम की खोज की है: पृथ्वी से लगभग 300 प्रकाश वर्ष दूर एक कम द्रव्यमान वाला तारा धीरे-धीरे अपने साथी तारे से सामग्री को अवशोषित कर रहा है। यह प्रक्रिया तारों द्वारा ग्रहों को तेजी से निगलने की पहले देखी गई घटना से अलग है, लेकिन एक दीर्घकालिक, स्थिर द्रव्यमान स्थानांतरण है जो अरबों वर्षों तक भी चल सकता है।

इस प्रणाली का नाम ZTF J0440+2325 है और यह आकाशगंगा में स्थित है। सिस्टम के दोनों सदस्य एक-दूसरे के बेहद करीब हैं, हर 87 मिनट में एक कक्षा पूरी करते हैं। हल्की वस्तु एक भूरे रंग का बौना है, जो बृहस्पति के द्रव्यमान का लगभग 25 गुना है; दूसरा तारा बृहस्पति के द्रव्यमान का लगभग 85 गुना है। दोनों कम द्रव्यमान वाली वस्तुएं हैं, और भूरे बौने की पूरी कक्षा सूर्य के व्यास के भीतर भी फिट हो सकती है।

पारंपरिक अवलोकनों से पता चलता है कि अधिकांश ग्रह अपने तारों की परिक्रमा स्थिर कक्षाओं में करते हैं, केवल कुछ ही मामलों में तारे तेजी से उन ग्रहों को घेरते हुए दिखते हैं जो बहुत करीब आते हैं। यह खोज विकास का एक बिल्कुल नया रास्ता दिखाती है। नेचर एस्ट्रोनॉमी जर्नल में प्रकाशित एक पेपर में शोधकर्ताओं ने बताया कि यह पहली बार है कि मनुष्यों ने एक कम द्रव्यमान वाले तारे को लगातार और स्थिर रूप से किसी अन्य कम द्रव्यमान वाले खगोलीय पिंड से सामग्री प्राप्त करते हुए प्रत्यक्ष रूप से देखा है।

यह खोज मूल रूप से कुछ साल पहले एक असामान्य अवलोकन से उत्पन्न हुई थी। एमआईटी में भौतिकी के एसोसिएट प्रोफेसर केविन बिर्च ने ज़्विकी ट्रांसिएंट सर्वे (जेडटीएफ) के अवलोकन डेटा की जांच करते समय एक असामान्य चमक वक्र देखा। सुपरनोवा विस्फोटों के लिए सामान्य घंटी के आकार के चमक वक्र के बजाय, यह लक्ष्य आवर्ती त्रिकोणीय उतार-चढ़ाव प्रदर्शित करता है।

उस समय, शोध दल "ब्लैक विडो बाइनरी" नामक एक अन्य प्रणाली का अध्ययन कर रहा था। ऐसी प्रणाली में, एक घना और तेजी से घूमने वाला न्यूट्रॉन तारा धीरे-धीरे अपने कम विशाल साथी तारे को निगल जाएगा। हालाँकि, नए खोजे गए लक्ष्य की देखी गई विशेषताएँ ब्लैक विडो बाइनरी के अनुरूप नहीं हैं। सिद्धांत के अनुसार, ब्लैक विडो बाइनरी स्टार को एक स्पष्ट पारस्परिक स्विंग प्रभाव दिखाना चाहिए, लेकिन यह घटना अवलोकन परिणामों में दिखाई नहीं दी, जिससे शोधकर्ता कुछ समय के लिए इसकी वास्तविक पहचान समझाने में असमर्थ रहे।

हाल के वर्षों में, बर्च और एमआईटी स्नातक छात्र आरोन हाउसहोल्डर ने इस रहस्यमय संकेत की फिर से जांच की है। उन्होंने एक अनुमान लगाया: यदि प्रणाली का कुल द्रव्यमान कम है, तो दो खगोलीय पिंडों के बीच कक्षीय गति सुचारू होगी और कोई हिंसक उतार-चढ़ाव नहीं होगा। इस विचार को सत्यापित करने के लिए, अनुसंधान दल ने लक्ष्य का अनुवर्ती अवलोकन करने के लिए कई दूरबीनों का उपयोग किया।

अवलोकनों से पता चलता है कि सिस्टम में मामूली लेकिन मापने योग्य उतार-चढ़ाव है। ज्ञात बाइनरी स्टार सिस्टम के साथ तुलनात्मक विश्लेषण के माध्यम से, शोधकर्ताओं ने पुष्टि की कि इसमें कोई न्यूट्रॉन स्टार नहीं है। अंततः, उन्होंने निर्धारित किया कि यह एक कम द्रव्यमान वाले तारे और भूरे रंग के बौने से बनी एक द्विआधारी प्रणाली थी, और यह स्विंग अन्य प्रकार की वस्तुओं के कारण होने के लिए बहुत छोटा था।

दो खगोलीय पिंडों के द्रव्यमान और कक्षीय मापदंडों को निर्धारित करने के बाद, अनुसंधान टीम ने आगे अध्ययन किया कि क्या कोई सामग्री स्थानांतरण घटना है। सामान्य परिस्थितियों में, अभिवृद्धि प्रक्रिया ब्लैक होल और न्यूट्रॉन सितारों जैसी कॉम्पैक्ट वस्तुओं में सबसे आम है, और उनका मजबूत गुरुत्वाकर्षण एक अभिवृद्धि डिस्क बनाने के लिए साथी तारा सामग्री को एक साथ खींच लेगा।

लेकिन इस प्रणाली में, अभिवृद्धि एक बहुत छोटा ब्लैक होल नहीं है, बल्कि अपेक्षाकृत बड़े वास्तविक आकार वाला एक तारा है। शोधकर्ताओं ने भूरे रंग के बौनों की सतह पर भौतिक कणों की गति को ट्रैक करने के लिए कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग किया, और परिणामों से पता चला कि ये सामग्रियां एक विशिष्ट अभिवृद्धि डिस्क बनाने के बजाय सीधे तारे की सतह पर गिरेंगी।

सिमुलेशन ने आगे पुष्टि की कि यह पहली बार है कि एक कम द्रव्यमान वाला तारा किसी अन्य कम द्रव्यमान वाली वस्तु से सक्रिय रूप से सामग्री एकत्र करता हुआ पाया गया है। शोधकर्ताओं ने बताया कि गिरता हुआ पदार्थ तारे की सतह पर बेहद तेज गति से टकराएगा, यह प्रक्रिया चंद्रमा से क्षुद्रग्रह के टकराने के समान है।

यह निरंतर प्रभाव मूल रूप से खोजे गए त्रिकोणीय चमक वक्र की भी व्याख्या करता है। जैसे ही भूरे बौने अपने तारे की परिक्रमा करते हैं, गिरने वाली सामग्री से बने उच्च तापमान वाले हॉटस्पॉट समय-समय पर दृश्य क्षेत्र में दिखाई देते हैं। जब गर्म स्थान पृथ्वी के सामने होता है, तो चमक अपने चरम पर पहुंच जाती है, जिससे एक नियमित त्रिकोणीय तरंग बनती है।

अनुसंधान टीम का अनुमान है कि भूरे बौनों द्वारा हर साल तारों तक पहुंचाया गया द्रव्यमान पृथ्वी के द्रव्यमान के लगभग एक लाखवें हिस्से के बराबर है। परिवर्तित होने पर, यह प्रति सेकंड लगभग 40 मिलियन हेवी-ड्यूटी डंप ट्रकों के सामग्री प्रवाह के बराबर है, या प्रति सेकंड लगभग 1.3 ट्रिलियन एक-पाउंड ब्यूरिटो के बराबर द्रव्यमान है।

हालाँकि यह मूल्य आश्चर्यजनक लगता है, भूरे बौने के विशाल द्रव्यमान की तुलना में यह हानि दर अभी भी बहुत धीमी है। इसलिए, शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि यह "खाने" की प्रक्रिया जल्दी खत्म नहीं होगी, बल्कि बहुत लंबे समय तक जारी रह सकती है।

शोधकर्ताओं ने बताया कि सितारों, ग्रहों और भूरे बौनों के बीच बातचीत के बारे में लोगों की पिछली समझ आमतौर पर यह थी कि तारे अंततः बाद वाले को पूरी तरह से निगल लेंगे। उदाहरण के लिए, जब भविष्य में सूर्य एक लाल दानव के रूप में विकसित होगा, तो पृथ्वी को ऐसे भाग्य का सामना करना पड़ सकता है। हालाँकि, ZTF J0440+2325 एक और संभावना दिखाता है: तारा आवश्यक रूप से साथी तारे को एक ही बार में निगल नहीं लेता है, लेकिन धीरे-धीरे लंबे और स्थिर तरीके से साथी को "नरभक्षण" कर सकता है, और इस प्रक्रिया को अरबों वर्षों तक जारी रख सकता है।

त्रिकोण की चमक में बदलाव के रहस्य को सफलतापूर्वक सुलझाने के साथ, अनुसंधान टीम ने और अधिक समान प्रणालियों की तलाश करने की योजना बनाई है। उन्हें उम्मीद है कि इसका उपयोग ग्रहों, भूरे बौनों और मेजबान सितारों के बीच संभावित नए संपर्क तंत्र को समझने और तारकीय विकास प्रक्रिया की मानवीय समझ को गहरा करने के लिए किया जाएगा।