26,000 मृत तारों का सर्वेक्षण अत्यधिक तारकीय व्यवहार के प्रमुख विवरणों की पुष्टि करता है
26,000 से अधिक सफेद बौने तारों के एक अध्ययन ने इन अति-घने, मरते तारों में लंबे समय से अनुमानित लेकिन मायावी प्रभाव की पुष्टि की है: गर्म सफेद बौने ठंडे तारों की तुलना में थोड़े फूले हुए होते हैं, भले ही उनका द्रव्यमान समान हो।
ये निष्कर्ष वैज्ञानिकों को अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण के प्रभावों की जांच करने और विदेशी डार्क मैटर कणों की तलाश के लिए प्राकृतिक प्रयोगशालाओं के रूप में इन तारकीय वस्तुओं का उपयोग करने के एक कदम और करीब लाते हैं। जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय के नेतृत्व में शोध के बारे में विवरण प्रकाशित किया गया है द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल .
निकोल क्रम्प्लर ने कहा, “व्हाइट ड्वार्फ सबसे अच्छे विशेषता वाले सितारों में से एक हैं, जिनके साथ हम रन-ऑफ-द-मिल भौतिकी के इन अंतर्निहित सिद्धांतों का परीक्षण करने के लिए काम कर सकते हैं, उम्मीद है कि शायद हम नए मौलिक भौतिकी की ओर इशारा करने वाला कुछ अजीब पा सकते हैं।” जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय के खगोलभौतिकीविद् जिन्होंने इस कार्य का नेतृत्व किया। “यदि आप डार्क मैटर, क्वांटम ग्रेविटी, या अन्य विदेशी चीजों की तलाश करना चाहते हैं, तो आप सामान्य भौतिकी को बेहतर ढंग से समझते हैं। अन्यथा, जो कुछ नया लगता है वह उस प्रभाव की एक नई अभिव्यक्ति हो सकता है जिसे हम पहले से ही जानते हैं।”
सफ़ेद बौने तारों के कोर हैं जो कभी हमारे सूर्य के समान थे लेकिन परमाणु ईंधन के रूप में उपयोग किए जाने वाले सभी हाइड्रोजन समाप्त हो गए हैं। ये कटे-फटे तारे इतने घने हैं कि इनके पदार्थ के एक चम्मच का वजन एक टन से भी अधिक है, जो सामान्य पदार्थ से कहीं अधिक भारी है। उस द्रव्यमान को इतनी मजबूती से पैक करने के कारण, उनका गुरुत्वाकर्षण खिंचाव पृथ्वी की तुलना में सैकड़ों गुना अधिक मजबूत हो सकता है।
शोध इस माप पर निर्भर था कि उन चरम स्थितियों ने सफेद बौनों द्वारा उत्सर्जित प्रकाश तरंगों को कैसे प्रभावित किया। ऐसी विशाल वस्तुओं से दूर जाने वाला प्रकाश इसके गुरुत्वाकर्षण से बचने की प्रक्रिया में ऊर्जा खो देता है, और धीरे-धीरे लाल हो जाता है। यह “रेडशिफ्ट” प्रभाव प्रकाश तरंगों को रबर की तरह फैलाता है जिस तरह से दूरबीनें माप सकती हैं। जैसा कि आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत द्वारा भविष्यवाणी की गई थी, यह अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण के कारण अंतरिक्ष-समय के विरूपण का परिणाम है।
पृथ्वी के सापेक्ष सफेद बौनों की गति के औसत माप और उन्हें उनके गुरुत्वाकर्षण और आकार के अनुसार समूहित करके, टीम ने यह मापने के लिए गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट को अलग किया कि उच्च तापमान उनकी गैसीय बाहरी परतों की मात्रा को कैसे प्रभावित करते हैं।
अनुसंधान उसी जॉन्स हॉपकिन्स समूह के प्रयासों को जारी रखता है। 3,000 सफेद बौनों के उनके 2020 के सर्वेक्षण ने पुष्टि की कि तारे “इलेक्ट्रॉन अपक्षयी दबाव” के कारण द्रव्यमान बढ़ने के साथ सिकुड़ते हैं, एक क्वांटम यांत्रिक प्रक्रिया जो परमाणु संलयन की आवश्यकता के बिना अरबों वर्षों तक उनके घने कोर को स्थिर रखती है, जो आम तौर पर हमारे सूर्य का समर्थन करती है और अन्य प्रकार के तारे. क्रुम्पलर ने कहा कि अब तक, टीम के पास उस द्रव्यमान-आकार के रिश्ते पर उच्च तापमान के सूक्ष्म-लेकिन महत्वपूर्ण-प्रभाव की पुष्टि करने के लिए पर्याप्त डेटा नहीं था।
यह अध्ययन स्लोअन डिजिटल स्काई सर्वे, जो चिली और न्यू मैक्सिको में दूरबीनों का उपयोग करता है, और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के गैया मिशन के अवलोकनों को जोड़ता है। दोनों परियोजनाएं लाखों सितारों, आकाशगंगाओं और अन्य ब्रह्मांडीय वस्तुओं की लगातार मैपिंग और ट्रैकिंग कर रही हैं।
शोध का निर्देशन करने वाली जॉन्स हॉपकिन्स खगोल भौतिकी की प्रोफेसर नादिया ज़कमस्का ने कहा, “अगली सीमा विभिन्न द्रव्यमानों के सफेद बौनों के कोर की रासायनिक संरचना में बेहद सूक्ष्म अंतर का पता लगाना हो सकती है।” “न्यूट्रॉन स्टार या ब्लैक होल के विपरीत, हम पूरी तरह से यह नहीं समझते हैं कि एक तारे को एक सफेद बौना बनाने के लिए कितना अधिकतम द्रव्यमान हो सकता है। ये तेजी से उच्च-परिशुद्धता माप हमें इस और अन्य कम समझे जाने वाले सिद्धांतों का परीक्षण और परिष्कृत करने में मदद कर सकते हैं बड़े पैमाने पर तारा विकास में प्रक्रियाएं।”
क्रम्प्लर ने कहा कि अवलोकनों से काले पदार्थ जैसे अक्षतंतु या अन्य काल्पनिक कणों के संकेतों को पहचानने के प्रयासों में भी मदद मिल सकती है। सफेद बौने संरचनाओं की अधिक विस्तृत तस्वीर प्रदान करके, टीम इस डेटा का उपयोग डार्क मैटर के एक विशेष मॉडल के सिग्नल को उजागर करने के लिए कर सकती है जिसके परिणामस्वरूप हमारी आकाशगंगा में हस्तक्षेप पैटर्न होता है। क्रम्प्लर ने कहा, यदि दो सफेद बौने एक ही डार्क मैटर इंटरफेरेंस पैच के भीतर हैं, तो डार्क मैटर इन तारों की संरचना को उसी तरह बदल देगा।
भले ही डार्क मैटर में गुरुत्वाकर्षण होता है, यह प्रकाश या ऊर्जा उत्सर्जित नहीं करता है जिसे दूरबीन देख सकते हैं। वैज्ञानिकों को पता है कि यह अंतरिक्ष में अधिकांश पदार्थ बनाता है क्योंकि इसका गुरुत्वाकर्षण सितारों, आकाशगंगाओं और अन्य ब्रह्मांडीय वस्तुओं को उसी तरह प्रभावित करता है जैसे सूर्य हमारे ग्रह की कक्षा को प्रभावित करता है।
क्रम्प्लर ने कहा, “हमने यह पता लगाने की कोशिश में दीवार पर अपना सिर पटक दिया है कि डार्क मैटर क्या है, लेकिन मैं कहूंगा कि हमारे पास जैक डिडली स्क्वाट है।” “हम बहुत कुछ जानते हैं कि डार्क मैटर क्या नहीं है, और यह क्या कर सकता है और क्या नहीं, इस पर हमारे पास प्रतिबंध हैं, लेकिन हम अभी भी नहीं जानते हैं कि यह क्या है। यही कारण है कि सफेद बौने सितारों जैसी सरल खगोलीय वस्तुओं को समझना इतना आसान है महत्वपूर्ण है, क्योंकि वे यह पता लगाने की आशा देते हैं कि डार्क मैटर क्या हो सकता है।”
अन्य लेखकों में सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स हार्वर्ड एंड स्मिथसोनियन के वेदांत चंद्रा और प्रियंका चक्रवर्ती शामिल हैं; गौतम एडमाने पल्लाथडका, स्टीफ़न आर्सेन्यू, और जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय के स्टीफ़न पी. श्मिट; यूनिवर्सिटा डिगली स्टडी डि ट्राइस्टे के निकोला जेंटाइल फ्यूसिलो; बोस्टन विश्वविद्यालय के जे जे हर्मीस; पिट्सबर्ग विश्वविद्यालय के कार्ल्स बैडेनेस; और वारविक विश्वविद्यालय के बोरिस टी. गैन्सिके 679डीजीई2139757, हार्वर्ड विश्वविद्यालय से पीयर्स फ़ेलोशिप, जॉन्स हॉपकिन्स प्रेसिडेंट फ्रंटियर अवार्ड, जेएचयू इंस्टीट्यूट फॉर डेटा इंटेंसिव इंजीनियरिंग एंड साइंस से बीज अनुदान, जॉन्स हॉपकिन्स प्रोवोस्ट का अंडरग्रेजुएट रिसर्च अवार्ड, अल्फ्रेड पी। स्लोअन फाउंडेशन, और हेइज़िंग-साइमन्स फाउंडेशन।
स्लोअन डिजिटल स्काई सर्वे टेलीस्कोप अपाचे प्वाइंट वेधशाला में स्थित हैं, जो एस्ट्रोफिजिकल रिसर्च कंसोर्टियम द्वारा वित्त पोषित है और न्यू मैक्सिको स्टेट यूनिवर्सिटी द्वारा संचालित है, और लास कैम्पानास वेधशाला में, कार्नेगी इंस्टीट्यूशन फॉर साइंस द्वारा संचालित है। यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के गैया डेटा प्रोसेसिंग एनालिसिस कंसोर्टियम के लिए फंडिंग गैया बहुपक्षीय समझौते में भाग लेने वाले राष्ट्रीय संस्थानों द्वारा प्रदान की गई है।
विज्ञान+प्रौद्योगिकी
भौतिकी, खगोल विज्ञान, खगोल भौतिकी, भौतिकी और खगोल विज्ञान, छात्र अनुसंधान
