Quaking Giants Stellar Magnetism کے اسرار کو حل کر سکتا ہے | کوانٹا میگزین

ہمارا سیارہ برباد ہے۔ چند بلین سالوں میں، سورج اپنا ہائیڈروجن ایندھن ختم کر کے ایک سرخ دیو بن جائے گا - ایک ستارہ اتنا بڑا ہے کہ یہ اندرونی سیاروں کو جھلسا دے گا، سیاہ کر دے گا اور نگل جائے گا۔

جب کہ سرخ جنات سیاروں کے لیے بری خبر ہیں، وہ فلکی طبیعیات دانوں کے لیے اچھی خبر ہیں۔ ان کے دلوں میں ستاروں کے جسموں کی ایک رینج کو سمجھنے کی کلیدیں ہیں، نئے پروٹوسٹار سے لے کر زومبی سفید بونوں تک، کیونکہ ان کے اندر ایک غیر مرئی قوت موجود ہے جو ستارے کی تقدیر کو تشکیل دے سکتی ہے: مقناطیسی میدان۔

ستاروں کی سطحوں کے قریب مقناطیسی میدان اکثر اچھی طرح سے نمایاں ہوتے ہیں، لیکن ان کے کور میں کیا ہو رہا ہے زیادہ تر نامعلوم ہے۔ یہ بدل رہا ہے، کیونکہ سرخ جنات ستارے کے اندر اندر مقناطیسیت کا مطالعہ کرنے کے لیے منفرد طور پر موزوں ہیں۔ سائنس دان یہ کام ستاروں کے زلزلوں کا استعمال کرتے ہوئے کرتے ہیں - ستارے کی سطح پر ٹھیک ٹھیک دوغلے - ستاروں کے اندرونی حصے کے پورٹل کے طور پر۔

"سرخ جنات میں یہ دوغلے ہوتے ہیں جو آپ کو بہت حساس طریقے سے کور کی چھان بین کرنے دیتے ہیں،" کہا۔ ٹم بیڈنگ، سڈنی یونیورسٹی کے ایک ماہر فلکیات کے ماہر جو سرخ دیو ستاروں کا مطالعہ کرتے ہیں۔

پچھلے سال، ٹولوز یونیورسٹی کی ایک ٹیم نے ان دوغلوں کو ڈی کوڈ کیا اور اندر کے مقناطیسی میدانوں کی پیمائش کی۔ سرخ جنات کی تینوں. اس سال کے شروع میں، اسی ٹیم مقناطیسی شعبوں کا پتہ چلا مزید 11 سرخ جنات کے اندر۔ ایک ساتھ، مشاہدات نے ظاہر کیا کہ جنات کے دل توقع سے زیادہ پراسرار ہوتے ہیں۔

ستارے کے دل کے قریب، مقناطیسی میدان ستارے کے اندرونی حصے میں کیمیائی اختلاط میں اہم کردار ادا کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں یہ متاثر ہوتا ہے کہ ستارہ کیسے تیار ہوتا ہے۔ تارکیی ماڈلز کو بہتر بنا کر اور اندرونی مقناطیسیت سمیت، سائنس دان تارکیی عمروں کا زیادہ درستگی سے حساب لگا سکیں گے۔ اس طرح کی پیمائش ممکنہ طور پر رہنے کے قابل دور دراز سیاروں کی عمروں کا تعین کرنے اور کہکشاں کی تشکیل کی ٹائم لائنوں کو پن کرنے میں مدد کر سکتی ہے۔

"ہم اسٹیلر ماڈلنگ میں مقناطیسیت کو شامل نہیں کرتے ہیں،" کہا لیزا بگنیٹانسٹی ٹیوٹ آف سائنس اینڈ ٹکنالوجی آسٹریا کے ماہر فلکیاتی ماہر ہیں جنہوں نے سرخ جنات کے اندر مقناطیسی شعبوں کا مطالعہ کرنے کے طریقے تیار کیے۔ "یہ پاگل ہے، لیکن یہ وہاں نہیں ہے کیونکہ ہمیں نہیں معلوم کہ یہ کیسا لگتا ہے [یا] یہ کتنا مضبوط ہے۔"

سورج میں گھوریں۔

ستارے کے دل کی جانچ کرنے کا واحد طریقہ نجومی سائنس کے ساتھ ہے، تارکیی دولن کا مطالعہ۔

اسی طرح جس طرح زمین کے اندرونی حصے میں پھیلنے والی زلزلہ کی لہروں کو سیارے کے زیر زمین زمین کی تزئین کا نقشہ بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، ستاروں کے دوغلے ستارے کے اندرونی حصے میں کھڑکی کھولتے ہیں۔ ستارے اپنے پلازما کے چرن کے طور پر دوہراتے ہیں، لہریں پیدا کرتی ہیں جو ستارے کی اندرونی ساخت اور گردش کے بارے میں معلومات رکھتی ہیں۔ بگنیٹ اس عمل کا موازنہ بجنے والی گھنٹی سے کرتا ہے — گھنٹی کی شکل اور سائز ایک مخصوص آواز پیدا کرتا ہے جو گھنٹی کی خصوصیات کو خود ظاہر کرتا ہے۔

زلزلہ کرنے والے جنات کا مطالعہ کرنے کے لیے، سائنس دان ناسا کے سیارے کے شکار سے ڈیٹا استعمال کرتے ہیں۔ کیپلر دوربینجس نے برسوں تک 180,000 ستاروں کی چمک کی نگرانی کی۔ اس کی حساسیت نے فلکیاتی طبیعیات دانوں کو ستاروں کی روشنی میں ہونے والی چھوٹی تبدیلیوں کا پتہ لگانے کی اجازت دی جو تارکیی دولن سے منسلک ہیں، جو ستارے کے رداس اور چمک دونوں کو متاثر کرتی ہیں۔

لیکن تارکیی oscillations کو ضابطہ کشائی کرنا مشکل ہے۔ وہ دو بنیادی ذائقوں میں آتے ہیں: صوتی دباؤ کے موڈز (پی موڈز)، جو صوتی لہریں ہیں جو ستارے کے بیرونی خطوں سے گزرتی ہیں، اور کشش ثقل کے موڈز (جی موڈز)، جو تعدد میں کم ہوتے ہیں اور زیادہ تر کور تک محدود ہوتے ہیں۔ . ہمارے سورج جیسے ستاروں کے لیے، پی موڈز ان کے قابل مشاہدہ دولن پر حاوی ہیں۔ ان کے جی موڈز، جو اندرونی مقناطیسی شعبوں سے متاثر ہوتے ہیں، پتہ لگانے کے لیے بہت کمزور ہیں اور ستارے کی سطح تک نہیں پہنچ سکتے۔

2011 میں، KU Leuven کے فلکیاتی طبیعیات دان پال بیک اور ساتھی کیپلر ڈیٹا کا استعمال کیا۔ یہ ظاہر کرنے کے لیے کہ سرخ جنات میں، پی موڈز اور جی موڈز آپس میں تعامل کرتے ہیں اور اسے تیار کرتے ہیں جسے مخلوط موڈ کے نام سے جانا جاتا ہے۔ مخلوط موڈز وہ ٹول ہیں جو ستارے کے دل کی جانچ پڑتال کرتے ہیں - وہ ماہرین فلکیات کو جی موڈ دولن دیکھنے کی اجازت دیتے ہیں - اور وہ صرف سرخ دیو ستاروں میں ہی قابل شناخت ہیں۔ مخلوط طریقوں کا مطالعہ کرنے سے یہ بات سامنے آئی کہ ریڈ جائنٹ کور ستارے کے گیسی لفافے سے کہیں زیادہ آہستہ سے گھومتے ہیں، اس کے برعکس فلکی طبیعیات دانوں نے پیش گوئی کی تھی۔

یہ ایک حیرت کی بات تھی - اور ایک ممکنہ اشارہ کہ ان ماڈلز میں کوئی اہم چیز غائب تھی: مقناطیسیت۔

تارکیی ہم آہنگی۔

آخری سال، گینگ لی، جو اب KU لیوین میں ہے، ایک نجومی ماہر، کیپلر کے جنات کی کھدائی کرنے گیا۔ وہ ایک مخلوط موڈ سگنل کی تلاش کر رہا تھا جو ایک سرخ دیو کے مرکز میں مقناطیسی میدان کو ریکارڈ کرتا ہے۔ "حیرت انگیز طور پر، مجھے حقیقت میں اس رجحان کی چند مثالیں ملی ہیں،" انہوں نے کہا۔

عام طور پر، سرخ جنات میں مخلوط موڈ کے دوغلے تقریباً تال کے مطابق ہوتے ہیں، جس سے ایک ہم آہنگ سگنل پیدا ہوتا ہے۔ بگنیٹ اور دیگر کے پاس تھا۔ پیش گوئی کہ مقناطیسی میدان اس توازن کو توڑ دیں گے، لیکن کوئی بھی اس مشکل مشاہدے کے قابل نہیں تھا - جب تک کہ لی کی ٹیم۔

لی اور اس کے ساتھیوں نے ایک دیوہیکل تینوں کو پایا جس نے پیش گوئی کی گئی ہم آہنگی کی نمائش کی، اور انہوں نے حساب لگایا کہ ہر ستارے کا مقناطیسی میدان تک "ایک عام فریج مقناطیس کی طاقت سے 2,000 گنا زیادہ" — مضبوط، لیکن پیشین گوئیوں کے مطابق۔

تاہم، تین سرخ جنات میں سے ایک نے انہیں حیران کر دیا: اس کا مخلوط موڈ سگنل پسماندہ تھا۔ "ہم تھوڑا سا پریشان تھے،" کہا سیبسٹین ڈیہیویلز، ایک مطالعہ کے مصنف اور ٹولوس میں ایک فلکیاتی طبیعیات دان۔ Deheuvels کا خیال ہے کہ اس نتیجہ سے پتہ چلتا ہے کہ ستارے کا مقناطیسی میدان اس کی طرف ٹپ کر دیا گیا ہے، مطلب یہ ہے کہ یہ تکنیک مقناطیسی شعبوں کی سمت کا تعین کر سکتی ہے، جو تارکیی ارتقاء کے ماڈلز کو اپ ڈیٹ کرنے کے لیے اہم ہے۔

Deheuvels کی سربراہی میں ایک دوسری تحقیق نے 11 سرخ جنات کے کور میں مقناطیسی شعبوں کا پتہ لگانے کے لیے مخلوط موڈ ایسٹروسیزمولوجی کا استعمال کیا۔ یہاں، ٹیم نے دریافت کیا کہ ان فیلڈز نے جی موڈز کی خصوصیات کو کس طرح متاثر کیا - جو، ڈیہیویلز نے نوٹ کیا، سرخ جنات سے آگے بڑھنے اور ستاروں میں مقناطیسی شعبوں کا پتہ لگانے کا راستہ فراہم کر سکتا ہے جو ان نایاب توازن کو نہیں دکھاتے ہیں۔ لیکن پہلے "ہم سرخ جنات کی تعداد تلاش کرنا چاہتے ہیں جو اس طرز عمل کو ظاہر کرتے ہیں اور ان کا موازنہ ان مقناطیسی شعبوں کی تشکیل کے لیے مختلف منظرناموں سے کرتے ہیں،" ڈیہیویلز نے کہا۔

صرف ایک نمبر نہیں۔

ستاروں کے اندرونی حصوں کی چھان بین کے لیے ستاروں کے زلزلوں کا استعمال ستاروں کے ارتقاء میں "نشاۃ ثانیہ" کا آغاز ہوا، کہا کونی ایرٹس، KU لیوین میں ایک فلکیاتی طبیعیات دان۔

ستاروں کے بارے میں ہماری سمجھ اور کائنات میں ہمارے مقام کے بارے میں پنرجہرن کے دور رس اثرات ہیں۔ اب تک، ہم صرف ایک ستارے کی صحیح عمر جانتے ہیں — ہمارے سورج — جس کا تعین سائنسدانوں نے الکا کی کیمیائی ساخت کی بنیاد پر کیا ہے نظام شمسی کی پیدائش. کائنات میں ہر دوسرے ستارے کے لیے، ہمارے پاس صرف گردش اور کمیت کی بنیاد پر عمروں کا تخمینہ ہے۔ اندرونی مقناطیسیت شامل کریں، اور آپ کے پاس زیادہ درستگی کے ساتھ ستاروں کی عمروں کا اندازہ لگانے کا ایک طریقہ ہے۔

اور عمر صرف ایک عدد نہیں ہے، بلکہ ایک ٹول ہے جو کائنات کے بارے میں کچھ گہرے سوالات کے جوابات دینے میں مدد کر سکتا ہے۔ ماورائے ارضی زندگی کی تلاش میں لگ جائیں۔ 1992 کے بعد سے، سائنسدانوں نے 5,400 سے زیادہ exoplanets کو دیکھا ہے۔ اگلا مرحلہ ان جہانوں کو نمایاں کرنا اور اس بات کا تعین کرنا ہے کہ آیا وہ زندگی کے لیے موزوں ہیں۔ اس میں سیارے کی عمر کو جاننا بھی شامل ہے۔ Deheuvels نے کہا، "اور آپ اس کی عمر جاننے کا واحد طریقہ میزبان ستارے کی عمر کو جاننا ہے۔"

ایک اور فیلڈ جس کے لیے درست ستاروں کی عمر درکار ہے وہ ہے کہکشاں آثار قدیمہ، اس بات کا مطالعہ کہ کہکشائیں کیسے جمع ہوتی ہیں۔ مثال کے طور پر، آکاشگنگا نے اپنے ارتقاء کے دوران چھوٹی کہکشاؤں کو گھیر لیا۔ فلکی طبیعیات کے ماہرین یہ جانتے ہیں کیونکہ ستاروں میں کیمیائی کثرت ان کے آباؤ اجداد کا پتہ لگاتی ہے۔ لیکن یہ کب ہوا اس کے لیے ان کے پاس کوئی اچھی ٹائم لائن نہیں ہے - قیاس شدہ ستاروں کی عمریں کافی درست نہیں ہیں۔

"حقیقت یہ ہے کہ، بعض اوقات ہم ستاروں کی عمر میں 10 کے غلط فیکٹر ہوتے ہیں،" ایرٹس نے کہا۔

تارکیی دلوں کے اندر مقناطیسی شعبوں کا مطالعہ ابھی ابتدائی دور میں ہے۔ جب ستاروں کے ارتقاء کو سمجھنے کی بات آتی ہے تو بہت سے نامعلوم ہیں۔ اور Aerts کے لئے، اس میں خوبصورتی ہے.

"فطرت ہم سے زیادہ تصوراتی ہے،" انہوں نے کہا۔

اس کہانی کے لیے جیکسن ریان کے سفر کو جزوی طور پر ISTA سائنس جرنلسٹ ان ریزیڈنس پروگرام کے ذریعے فنڈ کیا گیا تھا۔