2 अगस्त, 2024

भारतीय खगोल भौतिकी संस्थान के खगोलशास्त्री लंबे समय से वैम्पायर तारों के निर्माण पथ का पीछा कर रहे हैं, जिनके बारे में माना जाता है कि वे अपने साथी से सामग्री अवशोषित कर अपनी युवावस्था को पुनर्जीवित कर रहे हैं। उन्होंने अब एक वैम्पायर तारे की खोज की है जो अपने द्वि-आधारी साथी से हाल ही में अवशोषित की गई बेरियम समृद्ध सामग्री की रासायनिक छाप रखता है और अपने साथी के मृत-अवशेष से स्पष्ट रूप से उत्सर्जन का पता लगाता है। इस खोज की कुंजी भारत की पहली समर्पित अंतरिक्ष वेधशाला एस्ट्रोसैट बोर्ड पर पराबैंगनी प्रतिबिंबन दूरबीन का डेटा था। यह खोज इन तारों के कायाकल्प में एक महत्वपूर्ण लापता लिंक है।

खगोलविदों द्वारा वैम्पायर तारे को ब्लू स्ट्रैगलर स्टार्स (BSS) के रूप में जाना जाता है, वैम्पायर तारों को तारा क्लस्टरों में आसानी से पहचाना जाता है। ये तारे तारकीय विकास के सरल मॉडल से मेल नहीं खाते हैं और युवा तारों की कई विशेषताओं को दिखाते हैं। इस विषम युवावस्था को सैद्धांतिक रूप से एक द्वि-आधारी तारकीय साथी से सामग्री अवशोषित कर चिरयुवा रहने से समझाया गया है। तारा क्लस्टर इस सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए उपयोगी परीक्षण आधार हैं क्योंकि वे बड़ी संख्या में द्वि-आधारी तारों की मेजबानी करते हैं, जिनमें से कुछ वैम्पायर तारों के निर्माण का कारण बन सकते हैं। एक बार पुनर्जीवित होने के बाद, ये तारे सूर्य जैसे एकल तारों की तुलना में विकास के एक अलग रास्ते का अनुसरण करते हैं। अब तक, उनके अवशेष द्वि-आधारी साथी को देखने के साथ-साथ अवशोषित करने वाली सामग्री का पता लगाना रहस्यपूर्ण था।

तारा क्लस्टर, एक ही आण्विक बादल से पैदा होने के कारण, द्रव्यमान की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ सैकड़ों से हजारों तारों को शामिल कर सकते हैं, लेकिन सभी में बहुत समान सतह रसायनी होती है, जो उन्हें यह समझने के लिए आदर्श प्रयोगशालाएं बनाता है कि एकल और द्वि-आधारी तारे कैसे रहते हैं और मरते हैं। ऐसा ही एक पेचीदा तारा क्लस्टर एम67 है, जो नक्षत्र कैंसर में स्थित है। हाल ही में, विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग, भारत सरकार के एक स्वायत्त संस्थान भारतीय खगोल भौतिकी संस्थान (आईआईए) के खगोलविदों की एक टीम ने एम67 में एक वैम्पायर तारा की एक आधारभूत खोज की, जो एक जटिल चिरयुवा रहने की प्रक्रिया पर प्रकाश डालती है, जिसे एक द्वि-आधारी प्रणाली में बड़े पैमाने पर स्थानांतरण के रूप में जाना जाता है। ताराभौतिकी जर्नल लेटर्स में प्रकाशित होने वाला शोधपत्र द्वि-आधारी तारा विकास प्रक्रिया में दुर्लभ अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।

वैज्ञानिकों ने वर्णक्रममापी का उपयोग करके एम67 में वैम्पायर तारा की सतह संरचना का अध्ययन किया, जिसे डब्ल्यूओसीएस 9005 कहा जाता है, एक ऐसी तकनीक जहां तारे की रोशनी इंद्रधनुष की तरह इसके रंगों में बिखरी हुई है। तारों का वर्णक्रम बार कोड हैं जो उनकी सतह/वायुमंडल रसायन विज्ञान को दर्शाते हैं। टीम ने जीएएलएएच सर्वेक्षण (हर्मीस से आकाशगंगेय पुरातत्व) से अभिलेखीय वर्णक्रम डेटा का उपयोग किया जो एंग्लो-ऑस्ट्रेलियाई दूरबीन में हर्मीस स्पेक्ट्रोग्राफ के साथ दो-डिग्री फील्ड फाइबर अवस्थापक का उपयोग करता है। अखबार के प्रमुख लेखक हर्षित पाल ने कहा, "इस तारे से हमारे सूर्य के समान रसायनी दर्शाने की उम्मीद की जाती है, लेकिन हमने पाया कि इसका वातावरण बेरियम, यट्रियम और लैंथनम जैसे भारी तत्वों से समृद्ध है। हर्षित पाल आईआईएसईआर, बेरहामपुर के पूर्व बीएस-एमएस छात्र हैं और उन्होंने अपनी एमएस थीसिस परियोजना के एक हिस्से के रूप में यह काम किया।

ये भारी तत्व दुर्लभ हैं और तारों के एक वर्ग में पाए जाते हैं जिन्हें 'एसिम्प्टोटिक विशाल शाखा (एजीबी) तारे' कहा जाता है, जहां धीरे-धीरे होने वाली न्यूट्रॉन अर्जन प्रक्रिया (एस-प्रोसेस) के लिए प्रचुर न्यूट्रॉन हल्के तत्वों से इन भारी तत्वों का उत्पादन करने के लिए उपलब्ध हैं। यह प्रक्रिया लोहे की तुलना में लगभग आधे परमाणु नाभिक को भारी बनाने के लिए जिम्मेदार है। हालांकि, इन एजीबी तारों ने सफेद बौनों (डब्ल्यूडी) के रूप में अपना जीवन समाप्त करने से पहले अपने परिवेश में भारी तत्वों से समृद्ध अपनी बाहरी परतों को प्रवाहित किया। हालांकि, ये एजीबी तारे डब्ल्यूओसी 9005 की तुलना में अधिक विशाल और विकसित हैं, जिससे पहेली बन जाती है। "स्पेक्ट्रम में भारी तत्वों की उपस्थिति ने वैम्पायर तारे के प्रदूषित वातावरण और प्रदूषण का स्रोत एक बाहरी स्रोत होने की ओर इशारा किया। आलेख के सह-लेखक और निदेशक, आईआईए प्रो. अन्नपूर्णी सुब्रमण्यम ने कहा कि बाहरी स्रोत इसका द्वि-आधारी साथी होने की संभावना है, जो अपने एजीबी चरण से गुजरने पर भारी तत्वों को बनाना चाहिए, और बाद में एक सफेद बौना तारा बन गया। उन्होंने कहा, "ब्लू स्ट्रैगलर तारा जिसे हम अब देखते हैं, ने अपने गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के कारण इस बेरियम समृद्ध सामग्री का अधिकांश हिस्सा खा लिया होगा, और अब खुद को एक चिरयुवा तारे के रूप में प्रस्तुत कर रहा है"। जब एजीबी विकासवादी चरण की तुलना में तारों में बेरियम (और अन्य एस-प्रक्रिया तत्वों) की वृद्धि का पता चलता है, जैसे कि मुख्य अनुक्रम (एमएस), सब्जीएंट (एसजी), या लाल विशाल शाखा (आरजीबी), इन तारों को बेरियम तारे कहा जाता है। पेपर के सह-लेखक डॉ. बाला सुधाकर रेड्डी ने कहा, "इस वैम्पायर तारे में महत्वपूर्ण बेरियम की उपस्थिति इसे क्लस्टर एम67 में खोजा गया पहला बेरियम ब्लू स्ट्रैगलर तारा बनाती है"। एक साथी एजीबी तारा से बड़े पैमाने पर स्थानांतरण का बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है, हालांकि तारा क्लस्टरों में केवल कुछ रासायनिक रूप से समृद्ध पश्च-द्रव्यमान अंतरण द्वि-आधारी की पहचान की गई है। यह स्थापित करने के बाद कि बड़े पैमाने पर स्थानांतरण हुआ, टीम ने अदृश्य साथी की तलाश शुरू कर दी।

इस वैम्पायर तारे को पहले से ही सूर्य के आधे द्रव्यमान का एक बहुत छोटा अनदेखा साथी माना जाता था। सफेद बौने तारे गर्म और छोटे होते हैं और पराबैंगनी में उज्ज्वल होते हैं, लेकिन विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम की दृश्यमान सीमा में बहुत हल्के होते हैं। टीम ने अपने अध्ययन के लिए 2015 में प्रमोचित भारत के पहले बहु-तरंग दैर्ध्य उपग्रह एस्ट्रोसैट पर पराबैंगनी प्रतिबिंबन दूरबीन (पराबैंगनीआईटी) का उपयोग किया। एस्ट्रोसैट पर पराबैंगनीआईटी का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने वैम्पायर तारे की छवियां लीं और इसकी पराबैंगनी चमक का अनुमान लगाया। चूंकि वैम्पायर तारे में सूर्य के समान तापमान होता है, इसलिए पराबैंगनी में इसके उज्ज्वल होने की उम्मीद नहीं है। जर्मनी के बॉन विश्वविद्यालय में सह-लेखक और हम्बोल्ट फेलो डॉ. जाधव ने कहा, "इसके बजाय, हमने इस तारा के लिए काफी पराबैंगनी चमक का पता लगाया, जिसने विश्लेषण करने पर साबित कर दिया कि यह वास्तव में अपने गर्म और छोटे साथी से उत्पन्न हुआ था।" वैज्ञानिकों ने तब सैद्धांतिक रूप से गणना की और मान्य किया कि यह वास्तव में उस तारे का अवशेष है जिसने भारी तत्वों का उत्पादन किया और दोनों तारे हवा के माध्यम से दाता तारे से मामले को स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त करीब हैं।

पाल ने कहा, "यह पहली बार है जब दाता के सफेद बौने अवशेष प्रदूषित नीले स्ट्रैगलर तारा के मामले में देखे जाते हैं।" यह खोज प्रयोगात्मक रूप से सैद्धांतिक भविष्यवाणी की पुष्टि करती है कि वैम्पायर तारे अपने साथी से स्थानांतरण के माध्यम से प्रदूषित पदार्थ प्राप्त करके बनते हैं, जिससे एक अवशेष सफेद बौना पीछे रह जाता है। ऐसी रासायनिक रूप से प्रदूषित प्रणालियों की दुर्लभता अभी भी एक रहस्य है और टीम का विचार है कि यह वैम्पायर तारों के वातावरण में प्रदूषकों के त्वरित निपटान के कारण हो सकता है।

प्रकाशन लिंक

शीर्षक: Discovery of a Barium Blue Straggler Star in M67 and Sighting of Its White Dwarf Companion
Journal: The Astrophysical Journal Letters