दो मुंह वाले सफेद बौने तारे ने खगोलविदों को हैरान कर दिया - भौतिकी विश्व

दो मुंह वाले सफेद बौने तारे ने खगोलविदों को हैरान कर दिया - भौतिकी विश्व

समय टिकट: 19 जुलाई, 2023 सुबह 11:00 बजे

दो-मुंह वाले सफेद बौने तारे की इस कलाकार की छवि तारे को एक चमकदार नीली-सफेद गेंद के रूप में दिखाती है, जिसका एक किनारा दूसरे की तुलना में अधिक गहरा और अधिक दानेदार दिखता है।
हाइड्रोजन और हीलियम: दो मुंह वाले सफेद बौने तारे की एक कलाकार की छाप। (सौजन्य: के मिलर, कैलटेक/आईपीएसी)

तेजी से घूमने वाला एक सफेद बौना तारा जिसमें दो विपरीत गोलार्ध हैं - एक हाइड्रोजन से ढका हुआ है और दूसरा हीलियम से ढका हुआ है - खगोलविदों को आश्चर्य हो रहा है कि यह इस तरह कैसे पहुंचा। संक्रमण के दो-मुंह वाले रोमन देवता के नाम पर "जानूस" उपनाम वाले तारे की खोज किसके द्वारा की गई थी? Zwicky क्षणिक सुविधा (ZTF) अमेरिका में पालोमर वेधशाला में, और एक संभावित व्याख्या यह है कि यह दो सफेद बौनों के विलय से उत्पन्न एक मजबूत लेकिन असंतुलित चुंबकीय क्षेत्र का परिणाम है।

सफ़ेद बौने सूर्य जैसे तारों के अवशेष हैं जिनके आंतरिक भाग में परमाणु प्रतिक्रियाएँ बंद हो गई हैं, उनकी बाहरी परतें फूल गई हैं और उनके अवशेष कोर में गुरुत्वाकर्षण संकुचन का अनुभव हुआ है। परिणामी वस्तुएं पृथ्वी के आकार के बारे में हैं, लेकिन एक तारे के द्रव्यमान के साथ।

हालाँकि सफेद बौने गर्म पैदा होते हैं, उम्र बढ़ने के साथ-साथ वे धीरे-धीरे ठंडे हो जाते हैं। यह शीतलन उनकी संरचना को प्रभावित करता है। 35,000 K से ऊपर के तापमान पर, उनकी सतहें हाइड्रोजन की एक परत से ढकी होती हैं जो हीलियम की एक उप-परत को ढकती है। एक बार जब सतह का तापमान 35,000-25,000 K तक ठंडा हो जाता है (सटीक तापमान तारे के द्रव्यमान पर निर्भर करता है), तो यह हीलियम परत संवहन करना शुरू कर देती है। यदि ऊपरी हाइड्रोजन परत पर्याप्त पतली है, तो यह घूमती हीलियम में बिखर सकती है।

लगभग 40% सफ़ेद बौनों ने हाइड्रोजन प्रभुत्व से हीलियम प्रभुत्व की ओर यह परिवर्तन किया है। हालाँकि, चूँकि संक्रमण आम तौर पर कुछ ही सेकंड में होता है, किसी ने भी इसे घटित होते कभी नहीं देखा है - अब तक, शायद, अब तक।

परिवर्तन में फँस गए?

आधिकारिक तौर पर नामित ZTF J203349.8+322901.1 (संख्याएं आकाश पर इसके सही आरोहण और गिरावट के निर्देशांक हैं) और 1300 प्रकाश वर्ष दूर स्थित, जानूस सफेद बौने ने कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के खगोल भौतिकीविद् का ध्यान आकर्षित किया। इलारिया कैयाज़ो इसकी चमक में तेजी से बदलाव के कारण। पालोमर और अन्य सुविधाओं द्वारा किए गए अतिरिक्त अवलोकनों से पता चला कि तारा हर 15 मिनट में एक चक्कर पूरा करता है, जिसके दौरान इसकी चमक अधिकतम से भिन्न होती है जब इसका हाइड्रोजन से ढका चेहरा पृथ्वी की ओर इंगित होता है, न्यूनतम तक जब हम विपरीत गोलार्ध को हीलियम से ढका हुआ देखते हैं।

सवाल यह है कि क्यों? कैयाज़ो बताते हैं, ''हमने अंततः बदलाव की प्रक्रिया में एक सफेद बौने को पकड़ लिया है।'' भौतिकी विश्व। वास्तव में, खोज की जांच के लिए इकट्ठी की गई टीम कैयाज़ो के निष्कर्षों के आधार पर, जानूस संक्रमण में फंस गया है। ऐसा लगता है कि इसके एक गोलार्ध पर, हीलियम संवहन ने हाइड्रोजन का उपभोग कर लिया है, लेकिन रहस्यमय तरीके से ऐसा प्रतीत नहीं होता है कि दूसरे गोलार्ध पर ऐसा हुआ है। में लिख रहा हूँ प्रकृति, टीम का सुझाव है कि सफेद बौने के केंद्र से ऑफसेट पर्याप्त रूप से मजबूत चुंबकीय क्षेत्र एक गोलार्ध पर हीलियम संवहन को रोक सकता है और दूसरे को नहीं, लेकिन यह स्पष्टीकरण अस्थायी है। इतना कहना पर्याप्त होगा कि इससे पहले किसी ने भी दो हिस्सों वाला सफेद बौना नहीं देखा है।

टीम के सदस्य का कहना है, "ऐसा कोई मॉडल नहीं है जो इसकी भविष्यवाणी करता हो।" पियर-इमैनुएल ट्रेब्लेब्रिटेन के वारविक विश्वविद्यालय में एक खगोलशास्त्री। "खगोल भौतिकी में, जब कुछ गड़बड़ हो जाती है और उसे ठीक करने की आवश्यकता होती है, तो लोग अक्सर चुंबकीय क्षेत्र का आह्वान करते हैं, और यह इसका एक आदर्श उदाहरण है।"

लगभग 20% सफ़ेद बौने चुंबकीय होते हैं, और कुछ की क्षेत्र शक्ति 1 बिलियन गॉस तक होती है। तुलनात्मक रूप से, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र आधा गॉस है, जबकि सूर्य की सतह पर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत लगभग एक गॉस है। जानूस के लिए, टीम का अनुमान है कि फ़ील्ड 1000-1 मिलियन गॉस होनी चाहिए। कोई भी अधिक मजबूत, और यह तारे की वर्णक्रमीय रेखाओं को विकृत कर देगा।

"जानूस के लिए, हम मानते हैं कि वहाँ एक चुंबकीय क्षेत्र है क्योंकि अन्यथा दोनों चेहरों पर अलग-अलग संरचना को समझाना बहुत कठिन होगा," कैयाज़ो कहते हैं। हालाँकि, वह आगे कहती हैं, "हम अभी भी नहीं जानते हैं कि केवल कुछ सफेद बौने ही चुंबकीय क्यों होते हैं और क्षेत्र की ताकत में इतनी बड़ी विविधता कहाँ से आती है।"

एक सफ़ेद-बौना विलय?

जानूस का मजबूत और असंतुलित चुंबकीय क्षेत्र, इसकी तीव्र घूर्णन दर, इसका उच्च द्रव्यमान (1.20 और 1.27 सौर द्रव्यमान के बीच) और इसकी दो-मुखी संरचना सभी एक काफी उल्लेखनीय सफेद बौने की ओर इशारा करते हैं। ट्रेमब्ले के लिए, यह इंगित करता है कि अन्य कारक भी भूमिका निभा सकते हैं। वह कहते हैं, ''चुंबकीय क्षेत्र के अलावा इस सफेद बौने में कुछ विशेष होना चाहिए।''

ट्रेमब्ले का अनुमान है कि जानूस का निर्माण दो सफेद बौनों के विलय से हुआ होगा - एक ऐसी घटना जो आंतरिक चुंबकीय डायनेमो का निर्माण कर सकती थी। "तेज़ घूर्णन, और चुंबकीय क्षेत्र पीढ़ी और विषमता, वे सभी द्विआधारी विकास और विलय की ओर इशारा करते हैं," वे कहते हैं।

ट्रेमब्ले चुंबकीय क्षेत्र के ऑफसेट द्विध्रुव होने के बारे में भी संशय में है। सफेद बौने तारों की आंतरिक चुंबकीय क्षेत्र संरचना अभी तक अच्छी तरह से समझ में नहीं आई है, और उनके विचार में, ऑफसेट द्विध्रुव का आह्वान उच्च-क्रम चुंबकीय क्षेत्र ज्यामिति को छिपा सकता है।

"मेरी राय में, इसका मतलब है कि चुंबकीय क्षेत्र द्विध्रुवीय नहीं हो सकता है," ट्रेमब्ले कहते हैं। “उदाहरण के लिए, इसके बजाय यह चार ध्रुवों वाला एक चतुर्भुज हो सकता है। इसका मतलब यह नहीं है कि फ़ील्ड केंद्र से ऑफसेट है।"

दूरी माप के लिए निहितार्थ

जब सफेद बौने प्रकार Ia सुपरनोवा के रूप में विस्फोट करते हैं, तो उनकी अच्छी तरह से समझी जाने वाली चमक खगोलविदों को उन्हें मानक मोमबत्तियों के रूप में मानने की अनुमति देती है - ब्रह्मांड में दूरियों और ब्रह्मांड की विस्तार दर को मापने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण। हालाँकि, खगोलविदों को अभी भी निश्चित नहीं है कि कितने प्रकार के Ia सुपरनोवा तब घटित होते हैं जब एक एकल सफेद बौना एक साथी तारे से बहुत अधिक पदार्थ एकत्र करता है और विस्फोट करता है, और कितने दो सफेद बौनों के विलय के कारण होते हैं, जो संयुक्त होने पर, चन्द्रशेखर द्रव्यमान से अधिक हो जाते हैं 1.44 सौर द्रव्यमान की सीमा और विस्फोट।

यदि जानूस वास्तव में दो छोटे सफेद बौनों के विलय का उत्पाद है, तो आधे-संक्रमित सफेद बौनों के अधिक उदाहरण खोजने से खगोलविदों को ऐसी प्रणालियों की संख्या सीमित करने में मदद मिलेगी और वे प्रकार Ia सुपरनोवा की आबादी में कितना योगदान दे सकते हैं।

समय टिकट:

से अधिक भौतिकी की दुनिया

नीचे से ऊपर तक: कम्प्यूटेशनल वैज्ञानिक अमांडा बरनार्ड सिमुलेशन, मशीन लर्निंग की सुंदरता और दोनों कैसे एक दूसरे को काटते हैं - भौतिकी विश्व पर

स्रोत क्लस्टर:
स्रोत नोड: 1855948
समय टिकट: जुलाई 4, 2023