सफेद बौने सितारों का एक नया विश्लेषण आकाशगंगा और अन्य आकाशगंगाओं में कार्बन के प्रमुख स्रोत, सभी जीवन के लिए महत्वपूर्ण तत्व के रूप में उनकी भूमिका का समर्थन करता है. सभी तारों में से लगभग 90 प्रतिशत अपने जीवन को सफेद बौनों के रूप में समाप्त करते हैं, बहुत घने तारकीय अवशेष जो अरबों वर्षों में धीरे-धीरे शांत और मंद होते हैं. ढ़हने से पहले अपनी अंतिम कुछ सांसों के साथ, हालांकि, ये तारे एक महत्वपूर्ण विरासत छोड़ते हैं, अपनी राख को कार्बन सहित रासायनिक तत्वों से समृद्ध तारकीय हवाओं के माध्यम से आसपास के स्थान में फैलाते हैं, जो अपनी मृत्यु से पहले अंतिम चरणों के दौरान तारे के गहराइ में नव संश्लेषित होते हैं.
ब्रह्मांड में प्रत्येक कार्बन परमाणु तीन हीलियम नाभिकों के संलयन के माध्यम से तारों द्वारा बनाया गया था लेकिन खगोल भौतिकीविद अभी भी बहस करते हैं कि किस प्रकार के तारे हमारी अपनी आकाशगंगा, मिल्की वे में कार्बन का प्राथमिक स्रोत हैं. कुछ अध्ययन कम द्रव्यमान वाले सितारों का पक्ष लेते हैं जिन्होंने तारकीय हवाओं में अपने लिफाफे उड़ा दिए और सफेद बौने बन गए, जबकि अन्य बड़े सितारों का पक्ष लेते हैं जो अंततः सुपरनोवा के रूप में विस्फोटित हो गए.
नेचर एस्ट्रोनॉमी में 6 जुलाई को प्रकाशित नए अध्ययन में, खगोलविदों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने मिल्की-वे में खुले तारा समूहों में सफेद बौनों की खोज की और उनका विश्लेषण किया. उनके निष्कर्ष हमारी आकाशगंगा में कार्बन की उत्पत्ति पर प्रकाश डालने में मदद करते हैं. ओपन स्टार क्लस्टर कुछ हज़ार सितारों के समूह होते हैं, जो एक ही विशाल आणविक बादल से बनते हैं और लगभग एक ही उम्र के होते हैं, और परस्पर गुरुत्वाकर्षण आकर्षण द्वारा एक साथ होते हैं. यह अध्ययन 2018 में हवाई में डब्ल्यूएम केक वेधशाला में आयोजित खगोलीय टिप्पणियों पर आधारित था और यूसी सांताक्रूज में खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी के प्रोफेसर सह-लेखक एनरिको रामिरेज़-रुइज़ के नेतृत्व में था.
‘केक स्पेक्ट्रा के विश्लेषण से, सफेद बौनों के द्रव्यमान को मापना संभव था. तारकीय विकास के सिद्धांत का उपयोग करके, हम पूर्वज सितारों का पता लगाने और जन्म के समय उनके द्रव्यमान प्राप्त करने में सक्षम थे,’ रामिरेज़-रुइज़ व्याख्या की.
तारों के प्रारंभिक द्रव्यमान और सफेद बौनों के रूप में उनके अंतिम द्रव्यमान के बीच संबंध को प्रारंभिक-अंतिम द्रव्यमान संबंध के रूप में जाना जाता है. खगोल भौतिकी में एक मौलिक निदान जो सितारों के पूरे जीवन चक्र से जानकारी को एकीकृत करता है, जन्म से मृत्यु को जोड़ता है. सामान्य तौर पर, जन्म के समय जितना अधिक विशाल तारा होता है, उतना ही विशाल सफेद बौना अपनी मृत्यु के समय छोड़ देता है, और इस प्रवृत्ति का समर्थन अवलोकन और सैद्धांतिक दोनों आधारों पर किया गया है.
लेकिन पुराने खुले समूहों में नए खोजे गए सफेद बौनों के विश्लेषण ने एक आश्चर्यजनक परिणाम दिया. इन सफेद बौनों का द्रव्यमान अपेक्षा से काफी अधिक था, एक निश्चित सीमा में प्रारंभिक द्रव्यमान वाले सितारों के प्रारंभिक-अंतिम द्रव्यमान संबंध में ‘किंक’ डाल रहा था.
इटली में पडुआ विश्वविद्यालय में प्रमुख लेखक पाओला मारिगो ने कहा, ‘हमारा अध्ययन आकाशगंगा में कम द्रव्यमान वाले सितारों द्वारा बनाए गए कार्बन के संश्लेषण के हस्ताक्षर के रूप में प्रारंभिक-अंतिम सामूहिक संबंध में इस किंक की व्याख्या करता है.’
अपने जीवन के अंतिम चरणों में, हमारे सूर्य से दोगुने बड़े तारे ने अपने गर्म अंदरूनी हिस्सों में नए कार्बन परमाणुओं का उत्पादन किया, उन्हें सतह पर पहुंचाया, और अंत में उन्हें कोमल तारकीय हवाओं के माध्यम से अंतरतारकीय माध्यम में फैलाया. टीम के विस्तृत तारकीय मॉडल इंगित करते हैं कि कार्बन-समृद्ध बाहरी मेंटल की स्ट्रिपिंग धीरे-धीरे इतनी हुई कि इन सितारों के केंद्रीय कोर, भविष्य के सफेद बौने, बड़े पैमाने पर विकसित हो सकें.
किंक के चारों ओर प्रारंभिक-अंतिम द्रव्यमान संबंध का विश्लेषण करते हुए, शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि 2 सौर द्रव्यमान से बड़े सितारों ने भी कार्बन के गैलेक्टिक संवर्धन में योगदान दिया, जबकि 1.5 से कम सौर द्रव्यमान वाले सितारों ने नहीं किया. दूसरे शब्दों में, 1.5 सौर द्रव्यमान किसी तारे की मृत्यु पर कार्बन-समृद्ध राख फैलाने के लिए न्यूनतम द्रव्यमान का प्रतिनिधित्व करता है.
ये निष्कर्ष इस बात को मजबूती से स्थापित करते हैं कि कैसे और कब कार्बन, पृथ्वी पर जीवन के लिए आवश्यक तत्व, हमारी आकाशगंगा के सितारों द्वारा निर्मित किया गया था, अंततः कच्चे माल में फंस गया, जिससे सूर्य और इसकी ग्रह प्रणाली 4.6 अरब साल पहले बनी थी.
‘अब हम जानते हैं कि कार्बन सितारों से आया है जिनका जन्म द्रव्यमान लगभग 1.5 सौर द्रव्यमान से कम नहीं है.’ मारिगो ने कहा.
वारविक विश्वविद्यालय में कोउथोर पियर-इमैनुएल ट्रेमब्ले ने कहा, ‘इस शोध के सबसे रोमांचक पहलुओं में से एक यह है कि यह ज्ञात सफेद बौनों की उम्र को प्रभावित करता है, जो आकाशगंगा के गठन इतिहास को समझने के लिए आवश्यक ब्रह्मांडीय जांच हैं. प्रारंभिक से अंतिम द्रव्यमान संबंध भी सुपरनोवा के लिए निचली द्रव्यमान सीमा निर्धारित करता है, जो बड़ी दूरी पर देखे जाने वाले विशाल विस्फोट और ब्रह्मांड की प्रकृति को समझने के लिए वास्तव में महत्वपूर्ण हैं.’
ब्रह्मांड विज्ञान और तारकीय विकास के सिद्धांतों को मिलाकर, शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि उनकी मृत्यु के करीब उज्ज्वल कार्बन-समृद्ध सितारे, इस अध्ययन में विश्लेषण किए गए सफेद बौनों के पूर्वजों के समान, वर्तमान में उत्सर्जित प्रकाश की एक बड़ी मात्रा में योगदान दे रहे हैं बहुत दूर की आकाशगंगाएं. यह प्रकाश, नव निर्मित कार्बन के हस्ताक्षर को लेकर, ब्रह्मांडीय संरचनाओं के विकास की जांच के लिए बड़ी दूरबीनों द्वारा नियमित रूप से एकत्र किया जाता है. इस प्रकाश की विश्वसनीय व्याख्या तारों में कार्बन के संश्लेषण को समझने पर निर्भर करती है.
मैरीगो, ट्रेमब्ले और रामिरेज़-रुइज़ के अलावा, पेपर के सह-लेखकों में जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय, न्यूयॉर्क में अमेरिकी प्राकृतिक इतिहास संग्रहालय, कोलंबिया विश्वविद्यालय, स्पेस टेलीस्कॉप साइंस इंस्टीट्यूट, वारविक विश्वविद्यालय, मॉन्ट्रियल विश्वविद्यालय, विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक शामिल हैं. उप्साला, ट्राएस्टे में इंटरनेशनल स्कूल फॉर एडवांस स्टडीज, इटालियन नेशनल इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स और जिनेवा विश्वविद्यालय. इस शोध को यूरोपीय संघ द्वारा ईआरसी कंसोलिडेटर ग्रांट और डीएनआरएफ द्वारा नील्स बोहर प्रोफेसरशिप के माध्यम से समर्थित किया गया था.
स्रोत : कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय – सांताक्रूज द्वारा प्रदान की जाने वाली सामग्री । टिम स्टीफेंस द्वारा लिखित मूल। नोट: सामग्री को शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।
संदर्भ : पाओला मारिगो, जेफरी डी. कमिंग्स, जेसन ली कर्टिस, जेसन कलिराई, यांग चेन, पियर-इमैनुएल ट्रेमब्ले, एनरिको रामिरेज़-रुइज़, पियरे बर्जरोन, सारा ब्लाध, एलेसेंड्रो ब्रेसन, लियो गिरार्डी, गिआडा पास्टोरेली, मिशेल ट्रैबुची, बर्नहार्ड सिहाओ चेंग अरिंगर, पिएरो दाल टियो. गैर-मोनोटोनिक प्रारंभिक-अंतिम द्रव्यमान संबंध के माध्यम से देखा गया कार्बन स्टार गठन. प्रकृति खगोल विज्ञान , 2020; डीओआई: 10.1038/एस41550-020-1132-1