शोधकर्ताओं ने कर्क तारामंडल में स्थित तारा समूह एम 67 में एक पिशाच तारे (वैम्पायर स्टार)की अभूतपूर्व खोज की है, जो अपने साथी से सामग्री चूसकर अपनी युवावस्था को फिर से जीवंत कर रहा है।  अध्ययन बाइनरी स्टार विकास प्रक्रिया में दुर्लभ अंतर्दृष्टि प्रदान करता है और इन सितारों में कायाकल्प में एक महत्वपूर्ण लापता लिंक प्रदान करता है।

पिशाच तारे, जिन्हें खगोलशास्त्री ब्लू स्ट्रैगलर तारे (बीएसएस) के नाम से जानते हैं, तारा समूहों में आसानी से पहचाने जाते हैं। ये तारे तारकीय विकास के सरल मॉडलों को चुनौती देते हैं और युवा सितारों की कई विशेषताएं दिखाते हैं। इस विषम यौवन को सैद्धांतिक रूप से एक द्विआधारी तारकीय साथी से सामग्री खाने से कायाकल्प के कारण समझाया गया है। इस सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए स्टार क्लस्टर उपयोगी परीक्षण-बिस्तर हैं क्योंकि वे बड़ी संख्या में द्विध्रुवीय (बाइनरी) सितारों की मेजबानी करते हैं, जिनमें से कुछ पिशाच सितारों के निर्माण का कारण बन सकते हैं। एक बार पुनर्जीवित होने के बाद, सूर्य जैसे एकल सितारों की तुलना में ये तारे विकास के एक अलग पथ का अनुसरण करते हैं। अब तक, चूसी गई सामग्री का पता लगाना और उसके बचे हुए बाइनरी साथी को देखना मायावी था।

एक ही आणविक बादल से पैदा होने वाले तारा समूहों में द्रव्यमान की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ सैकड़ों से हजारों तारे हो सकते हैं, लेकिन सभी में बहुत समान सतह रसायन विज्ञान होता है, जो उन्हें यह समझने के लिए आदर्श प्रयोगशाला बनाता है कि एकल और द्विआधारी तारे कैसे जीवित रहते हैं और मर जाते हैं। ऐसा ही एक रोचक तारा समूह एम 67 है, जो 500 से अधिक तारों का एक संग्रह है जो शिथिल रूप से गुरुत्वाकर्षण से बंधे हैं, इस समूह को एक खुले समूह के रूप में जाना जाता है।

 हाल ही में, भारत सरकार के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग के एक स्वायत्त संस्थान, भारतीय खगोल भौतिकी संस्थान (आईआईए ) के खगोलविदों की एक टीम ने एम 67 में व्यापक –अंतरण एक  पिशाच तारे की अभूतपूर्व खोज की, जो एक जटिल कायाकल्प प्रक्रिया पर प्रकाश डालती है। बाइनरी सिस्टम में व्यपक व्यापक –अंतरण (मास-ट्रांसफर) के रूप में जाना जाता है।

यह तारा अपने द्विआधारी साथी से हाल ही में अवशोषित  गए बेरियम समृद्ध पदार्थ 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 पर लगे अल्ट्रावायलेट इमेजिंग टेलीस्कोप का डेटा था। द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में प्रकाशित होने वाली यह खोज, इन सितारों के कायाकल्प में एक महत्वपूर्ण लापता लिंक है और बाइनरी स्टार विकास प्रक्रिया में दुर्लभ अंतर्दृष्टि प्रदान करती है।

वैज्ञानिकों ने एम 67 में पिशाच तारे की सतह की संरचना का अध्ययन किया, जिसे डब्ल्यूओसीएस 9005 कहा जाता है, स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके, एक ऐसी तकनीक जहां तारे का प्रकाश इंद्रधनुष की तरह उसके रंगों में बिखर जाता है। तारों का स्पेक्ट्रा बार-कोड होता है जो इसकी सतह/वायुमंडलीय रसायन विज्ञान को समझता है। टीम ने जीएएलएएच सर्वेक्षण (हर्मीस का उपयोग करके गैलेक्टिक पुरातत्व) से अभिलेखीय वर्णक्रमीय डेटा का उपयोग किया जो एंग्लो-ऑस्ट्रेलियाई टेलीस्कोप में हर्मीस (HERMES) स्पेक्ट्रोग्राफ के साथ दो-डिग्री फील्ड फाइबर पोजिशनर का उपयोग करता है।  पेपर के प्रमुख लेखक हर्षित पाल ने कहा, "उम्मीद है कि यह तारा हमारे सूर्य के समान ही रसायन विज्ञान दिखाएगा, लेकिन हमने पाया कि इसका वातावरण बेरियम, येट्रियम और लैंथेनम जैसे भारी तत्वों से समृद्ध है।" हर्षित पाल आईआईएसईआर बेरहामपुर के पूर्व बीएस-एमएस छात्र हैं और उन्होंने यह काम अपने एमएस थीसिस प्रोजेक्ट के एक हिस्से के रूप में किया है ।

ये भारी तत्व दुर्लभ हैं और तारों के एक वर्ग में पाए जाते हैं जिन्हें 'एसिम्प्टोटिक विशाल शाखा (एजीबी) सितारे' कहा जाता है, जहां हल्के तत्वों से इन भारी तत्वों का उत्पादन करने के लिए धीरे-धीरे होने वाली न्यूट्रॉन कैप्चर प्रक्रिया (एस-प्रक्रिया) के लिए प्रचुर मात्रा में न्यूट्रॉन उपलब्ध होते हैं। यह प्रक्रिया लोहे से भारी लगभग आधे परमाणु नाभिक बनाने के लिए जिम्मेदार है। हालाँकि, ये एजीबी सितारे सफेद बौने (डब्ल्यूडी) के रूप में अपना जीवन समाप्त करने से पहले भारी तत्वों से समृद्ध अपनी बाहरी परतों को अपने परिवेश में बहा देते हैं। हालाँकि, ये एजीबी सितारे डब्ल्यूओसीएस 9005 की तुलना में अधिक विशाल और विकसित हैं, जिससे एक पहेली पैदा होती है।

" पेपर के सह-लेखक और निदेशक आईआईए प्रोफेसर अन्नपूर्णी सुब्रमण्यम ने कहा कि स्पेक्ट्रम में भारी तत्वों की उपस्थिति पिशाच तारे के प्रदूषित वातावरण और प्रदूषण का स्रोत एक बाहरी स्रोत होने की ओर इशारा करती है। बाहरी स्रोत इसका द्विआधारी साथी होने की संभावना है, जो इसके माध्यम से एजीबी चरण में  गुजरने पर भारी तत्वों को बनाना चाहिए और यह  बाद में एक सफेद बौना सितारा बन गया । उन्होंने कहा कि , "अब हम जो नीला स्ट्रगलर तारा देख रहे हैं, उसने अपने गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के कारण इस बेरियम-समृद्ध पदार्थ का अधिकांश हिस्सा खा लिया होगा, और अब खुद को एक पुनर्जीवित तारे के रूप में प्रस्तुत कर रहा है।"

जब एजीबी विकासवादी चरण से पहले के सितारों में बेरियम (और अन्य एस-प्रक्रिया तत्वों) की वृद्धि जैसे कि मुख्य अनुक्रम (एमएस), सबजाइंट (एसजी), या लाल विशाल शाखा (आरजीबी), का पता लगाया जाता है तब ये  बेरियम तारे कहलाते हैं। पेपर के सह-लेखक डॉ. बाला सुधाकर रेड्डी ने कहा, "इस वैम्पायर स्टार में महत्वपूर्ण बेरियम की मौजूदगी इसे क्लस्टर एम 67 में खोजा गया पहला बेरियम ब्लू स्ट्रैगलर स्टार बनाती है।" एक साथी एजीबी स्टार से बड़े पैमाने पर हुए स्थानांतरण का  बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है, हालांकि तारा समूहों में केवल कुछ रासायनिक रूप से समृद्ध पोस्ट-मास ट्रांसफर बायनेरिज़ की पहचान की गई है, यह स्थापित करने के बाद कि टीम ने अदृश्य साथी की तलाश शुरू कर दी है।

यह पिशाच तारा पहले से ही सूर्य के आधे द्रव्यमान के एक बहुत छोटे अदृश्य साथी के रूप में जाना जाता था। सफेद बौने तारे गर्म और छोटे होते हैं और पराबैंगनी में चमकीले होते हैं, लेकिन विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम की दृश्य सीमा में बहुत फीके होते हैं।  टीम ने अपने अध्ययन के लिए एस्ट्रोसैट पर अल्ट्रा-वायलेट इमेजिंग टेलीस्कोप (यूवीआईटी) का उपयोग किया, जो 2015 में लॉन्च किया गया भारत का पहला मल्टी-वेवलेंथ उपग्रह था। एस्ट्रोसैट पर यूवीआईटी का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने पिशाच तारे की तस्वीरें लीं और इसकी यूवी चमक का अनुमान लगाया। चूंकि वैम्पायर स्टार का तापमान सूर्य के समान होता है, इसलिए यूवी में इसके उज्ज्वल होने की उम्मीद नहीं है। डॉ. जाधव, जो सह-लेखक और जर्मनी के बॉन विश्वविद्यालय में हम्बोल्ट फेलो हैं, ने कहा "इसके बजाय, हमने इस तारे के लिए पर्याप्त   कि यूवी चमक का पता लगाया, जिसने विश्लेषण पर सिद्ध कर दिया कि यह वास्तव में अपने गर्म और छोटे साथी से उत्पन्न हुआ है । तब वैज्ञानिकों ने सैद्धांतिक रूप से गणना की और पुष्टि की कि यह वास्तव में उस तारे का अवशेष है जिसने भारी तत्वों का उत्पादन किया था और दोनों तारे हवा के माध्यम से दाता तारे से पदार्थ को स्थानांतरित करने के लिए अत्यधिक निकट  हैं।

पाल ने कहा, "यह पहली बार है कि प्रदूषित नीले स्ट्रैगलर स्टार के मामले में दाता का सफेद बौना अवशेष देखा गया है।"  यह खोज प्रयोगात्मक रूप से सैद्धांतिक भविष्यवाणी की पुष्टि करती है कि पिशाच तारे अपने साथी से स्थानांतरण के माध्यम से प्रदूषित पदार्थ प्राप्त करके, एक अवशेष सफेद बौना छोड़कर बनते हैं। ऐसे रासायनिक रूप से प्रदूषित प्रणालियों की दुर्लभता अभी भी एक रहस्य है और टीम का मानना है कि यह पिशाच सितारों के वातावरण में प्रदूषकों के तेजी से जमा होने के कारण हो सकता है।

 

प्रकाशन लिंक:

https://doi.org/10.48550/arXiv.2407.06897

https://doi.org/10.3847/2041-8213/ad6316

 

 

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एमजी / एमएस / एआर / एसटी

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