सभी सितारों में से आधे से अधिक तारे कई तारा प्रणालियों के सदस्यों के रूप में पैदा होते हैं, लेकिन कई सितारों के निर्माण की प्रक्रिया को अच्छी तरह से समझा नहीं गया है। इसलिए, एक व्यापक तारा निर्माण सिद्धांत स्थापित करने के लिए बहु-तारा निर्माण तंत्र के रहस्य को उजागर करना बहुत महत्वपूर्ण है। आज तक, एकाधिक सितारा निर्माण के लिए कई परिदृश्य प्रस्तावित किए गए हैं, और गठन परिदृश्यों पर चर्चा अभी तक नहीं हुई है।
तीन प्रोटोस्टार IRAS 04239+2436 की कलात्मक छाप। स्रोत: अल्मा (ईएसओ/एनएओजे/एनआरएओ)
कई तारों के निर्माण की प्रक्रिया को समझने के लिए, एएलएमए जैसे उच्च-रिज़ॉल्यूशन और उच्च-संवेदनशीलता वाले उपकरणों का उपयोग करना आवश्यक है ताकि उस क्षण का सीधे निरीक्षण किया जा सके जब कई प्रोटोस्टार (गठन की प्रक्रिया में तारे) पैदा होते हैं। इसके अलावा, प्रोटोस्टार के हालिया अवलोकन अक्सर गैस संरचनाओं की रिपोर्ट करते हैं जिन्हें "स्ट्रीमलाइन्स" कहा जाता है, जो प्रोटोस्टार की ओर गैस का प्रवाह है।
इन स्ट्रीमलाइनों का अवलोकन करना महत्वपूर्ण है क्योंकि वे दिखाते हैं कि प्रोटोस्टार ने गैस को कैसे अवशोषित किया और कैसे बढ़ा, लेकिन वर्तमान में यह स्पष्ट नहीं है कि ये स्ट्रीमलाइन कैसे बनीं। क्योंकि मल्टी-स्टार सिस्टम में प्रोटोस्टार के चारों ओर गैस प्रवाह में जटिल संरचनाएं होने की उम्मीद है, एएलएमए के उच्च रिज़ॉल्यूशन का उपयोग करके विस्तृत अवलोकन गैस प्रवाह की उत्पत्ति का अध्ययन करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है।
टर्नरी प्रोटोस्टार IRAS04239+2436 के आसपास गैस वितरण, (बाएं) ALMA द्वारा देखा गया SO उत्सर्जन, (दाएं) सुपरकंप्यूटर ATERUI द्वारा संख्यात्मक सिमुलेशन पुनरुत्पादन। बाईं ओर नीले रंग में दिखाए गए प्रोटोस्टार ए और बी, प्रोटोस्टार के आसपास की धूल से रेडियो तरंगों का प्रतिनिधित्व करते हैं। प्रोटोस्टार ए में, दो अनसुलझे प्रोटोस्टार मौजूद माने जाते हैं। दाईं ओर की छवि में, तीन प्रोटोस्टार की स्थिति को नीले क्रॉस द्वारा दर्शाया गया है। स्रोत: अल्मा (ईएसओ/एनएओजे/एनआरएओ), जे.-ई. लीतल. लीतल.
विस्तृत अवलोकन और खोजें
टीम ने युवा मल्टी-स्टार सिस्टम IRAS04239+2436 के आसपास सल्फर मोनोऑक्साइड (SO) अणुओं द्वारा उत्सर्जित रेडियो तरंगों का निरीक्षण करने के लिए ALMA का उपयोग किया। IRAS04239+2436 एक "टर्नरी प्रोटोस्टार सिस्टम" है, जो तीन प्रोटोस्टार से बना एक सिस्टम है, जो हमसे लगभग 460 प्रकाश वर्ष दूर है। शोध दल को उस क्षेत्र में एसओ अणुओं का पता लगाने की उम्मीद है जहां शॉक वेव होती है, और प्रोटोस्टार के आसपास हिंसक गैस आंदोलनों को देखने की उम्मीद है। अवलोकन के परिणामस्वरूप, उन्होंने प्रोटोस्टार से तीन गुना अधिक SO अणुओं का पता लगाया, और पाया कि SO अणुओं के वितरण ने 400 खगोलीय इकाइयों तक फैली एक बड़ी सर्पिल भुजा का निर्माण किया। इसके अलावा, उन्होंने डॉपलर प्रभाव के कारण होने वाली रेडियो तरंगों की आवृत्ति बदलाव के आधार पर SO अणुओं वाली गैस का वेग सफलतापूर्वक प्राप्त किया।
गैस गति के विश्लेषण के आधार पर, उन्होंने पाया कि SO अणुओं द्वारा खोजी गई सर्पिल भुजाएँ वास्तव में ट्रिपल प्रोटोस्टार की ओर बहने वाली धारा रेखाएँ थीं। खोज के महत्व को समझाते हुए ली ने कहा, "हमारी एएलएमए छवियों की सबसे गहन विशेषता एसओ विकिरण में बड़ी, अच्छी तरह से परिभाषित बहु-हाथ संरचनाओं का पता लगाना है।" "मेरी पहली धारणा यह थी कि ये संरचनाएं एक साथ नृत्य कर रही थीं, केंद्रीय प्रोटोस्टार प्रणाली के चारों ओर घूम रही थीं, लेकिन बाद में हमें पता चला कि सर्पिल भुजाएं सामग्री के चैनल हैं जो छोटे सितारों को खिलाती हैं।"
सुपरकंप्यूटर "एटेरुई" मल्टीपल स्टार फॉर्मेशन का अनुकरण करता है। फिल्म दिखाती है कि कई प्रोटोस्टार फिलामेंटस अशांत गैस बादलों में पैदा होते हैं, जो सर्पिल भुजाओं को उत्तेजित करते हैं और चलते समय आसपास की गैस को परेशान करते हैं। स्रोत: टोमाकी मात्सुमोतो, ताकाकी टाकेडा, 4D2U परियोजना, जापान की राष्ट्रीय खगोलीय वेधशाला
अर्थ एवं तुलनात्मक विश्लेषण
गैस की गति का और अधिक अध्ययन करने के लिए, अनुसंधान दल ने इस अवलोकन से प्राप्त गैस वेग की तुलना संख्यात्मक सिमुलेशन से प्राप्त वेग से की। ये सिमुलेशन जापान के सेंटर फॉर कम्प्यूटेशनल एस्ट्रोफिजिक्स के राष्ट्रीय खगोलीय वेधशाला में खगोल विज्ञान-समर्पित सुपर कंप्यूटर "एटेरुई" और "एटेरुIII" का उपयोग करके किए गए थे। सिमुलेशन में, गैस बादल में तीन प्रोटोस्टार बने, और तीन प्रोटोस्टार के चारों ओर परेशान गैस ने सर्पिल भुजाओं के रूप में सदमे तरंगों को उत्तेजित किया।
अध्ययन के संख्यात्मक सिमुलेशन का नेतृत्व करने वाले मात्सुमोतो ने कहा, "हमने पाया कि सर्पिल भुजाएं तीन प्रोटोस्टार की ओर गैस प्रवाह प्रदर्शित करती हैं; वे स्ट्रीमलाइन हैं जो प्रोटोस्टार को गैस खिलाती हैं।" "सिम्युलेटेड गैस वेग अवलोकनों के साथ अच्छे समझौते में हैं, यह दर्शाता है कि संख्यात्मक सिमुलेशन वास्तव में स्ट्रीमलाइन की उत्पत्ति की व्याख्या कर सकते हैं।"
मल्टी-स्टार निर्माण के लिए हाइब्रिड योजना
अवलोकन डेटा और संख्यात्मक सिमुलेशन परिणामों की तुलना करके, टीम ने अध्ययन किया कि इस ट्रिपल प्रोटोस्टार का जन्म कैसे हुआ। अब तक, एकाधिक तारों के निर्माण के लिए दो विकल्प हैं। पहला "अशांत विखंडन परिदृश्य" है, जिसमें एक अशांत गैस बादल गैस संघनन में विखंडित हो जाता है, और प्रत्येक संघनन एक प्रोटोस्टार में विकसित होता है। दूसरा "डिस्क विखंडन परिदृश्य" है, जिसमें एक प्रोटोस्टार के चारों ओर गैस डिस्क टुकड़े होकर एक नया प्रोटोस्टार बनाती है, जिससे कई तारे बनते हैं।
यहां देखी गई प्रोटोस्टार की ट्रिपलिंग को एक हाइब्रिड परिदृश्य द्वारा समझाया जा सकता है जिसमें स्टार गठन प्रक्रिया एक अशांत प्रोटो-गैस क्लाउड के साथ शुरू होती है, जो अशांत विखंडन परिदृश्य के समान होती है, और फिर डिस्क में नए प्रोटोस्टार बीज उत्पन्न होते हैं, डिस्क विखंडन परिदृश्य के समान, और आसपास की गैस अशांति सर्पिल भुजाओं को व्यापक रूप से विस्तारित करने का कारण बनती है। अवलोकन सिमुलेशन के समान हैं, जो सुझाव देते हैं कि देखा गया ट्रिपलेट प्रोटोस्टार पहली वस्तु है जिसने मिश्रण योजना के माध्यम से कई सितारों का निर्माण करने की पुष्टि की है।
मात्सुमोतो ने कहा, "यह पहली बार है कि प्रोटोस्टार और उल्काओं की उत्पत्ति को एक साथ व्यापक रूप से स्पष्ट किया गया है। एएलएमए अवलोकन और सिमुलेशन का संयोजन स्टार गठन के रहस्यों को उजागर करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है।"
ग्रह निर्माण और भविष्य के अनुसंधान के लिए निहितार्थ
ली का मानना है कि यह अध्ययन मल्टी-स्टार सिस्टम में ग्रह निर्माण की कठिनाइयों पर भी प्रकाश डालता है। उन्होंने कहा: "ग्रहों का जन्म प्रोटोस्टार के चारों ओर बनी गैस और धूल की डिस्क में होता है। इस तीन-प्रोटोस्टार प्रणाली में, प्रोटोस्टार एक छोटे से क्षेत्र में स्थित होता है, प्रोटोस्टार के चारों ओर की डिस्क छोटी होती है, और प्रोटोस्टार की परिक्रमा करने वाला प्रोटोस्टार डिस्क को अन्य प्रोटोस्टार से दूर कर देता है। ग्रह दीर्घकालिक शांत वातावरण में बनते हैं। इसलिए, IRAS04239+2436 ग्रह के लिए अनुकूल वातावरण होने की संभावना नहीं है गठन।"
मात्सुमोतो एकाधिक तारा निर्माण की हमारी समझ के लिए इस शोध के निहितार्थ पर चर्चा करते हैं। "हाइब्रिड योजना के माध्यम से एक गठित मल्टी-स्टार सिस्टम का वास्तविक अवलोकन मल्टी-स्टार गठन योजनाओं के बारे में बहस को हल करने में काफी मदद करेगा। इसके अलावा, यह अध्ययन न केवल हाल ही में नोट की गई स्ट्रीमलाइन के अस्तित्व की पुष्टि करता है, बल्कि यह भी बताता है कि वे कैसे बनते हैं, जो एक प्रमुख प्रगति को चिह्नित करता है।"
जियोंग-यूनली और अन्य ने इस शोध को एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशित "आणविक रेखाओं द्वारा चित्रित ट्रिपल प्रोटोस्टार सिस्टम की ट्रिपल सर्पिल भुजाओं की ट्रिपल सर्पिल भुजाओं" में प्रस्तुत किया।