वाशिंगटन: तारामंडल में सक्रिय तारा निर्माण का एक क्षेत्र ओफ़िउचुस खगोलविदों को उन परिस्थितियों में नई अंतर्दृष्टि दे रहा है जिनमें हमारे अपने सौर मंडल का जन्म हुआ था।
अध्ययन के निष्कर्ष ‘जर्नल’ में प्रकाशित हुए थे।प्रकृति खगोल विज्ञान‘।
विशेष रूप से, अध्ययन से पता चला है कि कैसे हमारा सौर मंडल अल्पकालिक रेडियोधर्मी तत्वों से समृद्ध हो सकता है।
इस संवर्धन प्रक्रिया का प्रमाण 1970 के दशक से है जब उल्कापिंडों में कुछ खनिज समावेशन का अध्ययन करने वाले वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला कि वे शिशु सौर मंडल के प्राचीन अवशेष थे और इसमें अल्पकालिक रेडियोन्यूक्लाइड के क्षय उत्पाद शामिल थे।
इन रेडियोधर्मी तत्वों को नवजात सौर मंडल पर पास के एक विस्फोट तारे (एक सुपरनोवा) द्वारा या एक प्रकार के विशाल तारे से तेज तारकीय हवाओं द्वारा उड़ाया जा सकता था जिसे एक के रूप में जाना जाता है वुल्फ-रेयेट स्टार.
नए अध्ययन के लेखकों ने युवा सितारों के नजदीकी समूह में उत्पादित स्टार-गठन गैस और रेडियोन्यूक्लाइड के बादलों के बीच बातचीत को प्रकट करने के लिए शानदार नए इन्फ्रारेड डेटा समेत ओफ़िचस स्टार-गठन क्षेत्र के बहु-तरंग दैर्ध्य अवलोकनों का उपयोग किया।
उनके निष्कर्षों ने संकेत दिया कि स्टार क्लस्टर में सुपरनोवा स्टार बनाने वाले बादलों में अल्पकालिक रेडियोन्यूक्लाइड का सबसे संभावित स्रोत हैं।
“हमारे सौर मंडल की सबसे अधिक संभावना एक युवा तारकीय क्लस्टर के साथ एक विशाल आणविक बादल में बनाई गई थी, और इस क्लस्टर में कुछ बड़े सितारों से एक या अधिक सुपरनोवा घटनाओं ने गैस को दूषित कर दिया जो सूर्य और उसके ग्रह प्रणाली में बदल गई,” सह ने कहा- लेखक डगलस एनसी लिन, यूसी सांताक्रूज में खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी के प्रोफेसर एमेरिटस।
“हालांकि अतीत में इस परिदृश्य का सुझाव दिया गया है, इस पेपर की ताकत मॉडल की संभावना के मात्रात्मक माप को कम करने के लिए बहु-तरंग दैर्ध्य अवलोकन और एक परिष्कृत सांख्यिकीय विश्लेषण का उपयोग करना है।”
फ्लैटिरॉन इंस्टीट्यूट के सेंटर फॉर कम्प्यूटेशनल एस्ट्रोफिजिक्स के पहले लेखक जॉन फोर्ब्स ने कहा कि अंतरिक्ष-आधारित गामा-रे टेलीस्कोप से डेटा अल्पकालिक रेडियोन्यूक्लाइड एल्यूमीनियम -26 द्वारा उत्सर्जित गामा किरणों का पता लगाने में सक्षम बनाता है।
“ये चुनौतीपूर्ण अवलोकन हैं। हम केवल दो स्टार बनाने वाले क्षेत्रों में ही इसका पता लगा सकते हैं, और सबसे अच्छा डेटा ओफ़िचस कॉम्प्लेक्स से है,” उन्होंने कहा।
ओफ़िचस क्लाउड कॉम्प्लेक्स में स्टार गठन और प्रोटोप्लानेटरी डिस्क विकास के विभिन्न चरणों में कई घने प्रोटोस्टेलर कोर होते हैं, जो एक ग्रह प्रणाली के गठन में शुरुआती चरणों का प्रतिनिधित्व करते हैं।
मिलीमीटर से लेकर गामा किरणों तक तरंग दैर्ध्य में इमेजिंग डेटा को मिलाकर, शोधकर्ता ओफ़िचस स्टार-फॉर्मिंग क्षेत्र की ओर पास के स्टार क्लस्टर से एल्यूमीनियम -26 के प्रवाह की कल्पना करने में सक्षम थे।
फोर्ब्स ने कहा, “ओफ़िचस में हम जो संवर्धन प्रक्रिया देख रहे हैं, वह 5 अरब साल पहले सौर मंडल के गठन के दौरान हुई घटनाओं के अनुरूप है।”
उन्होंने कहा, “एक बार जब हमने यह अच्छा उदाहरण देखा कि प्रक्रिया कैसे हो सकती है, तो हमने आस-पास के स्टार क्लस्टर को मॉडल करने की कोशिश करने के बारे में बताया, जो आज हम गामा किरणों में रेडियोन्यूक्लाइड का उत्पादन करते हैं।”
फोर्ब्स ने एक मॉडल विकसित किया है जो इस क्षेत्र में मौजूद हर विशाल तारे के लिए खाता है, जिसमें इसका द्रव्यमान, आयु और सुपरनोवा के रूप में विस्फोट की संभावना शामिल है, और तारकीय हवाओं और सुपरनोवा से एल्यूमीनियम -26 की संभावित पैदावार को शामिल करता है। मॉडल ने उन्हें आज देखे गए एल्यूमीनियम -26 के उत्पादन के लिए विभिन्न परिदृश्यों की संभावनाओं को निर्धारित करने में सक्षम बनाया।
फोर्ब्स ने कहा, “अब हमारे पास यह कहने के लिए पर्याप्त जानकारी है कि सुपरनोवा के कारण 59 प्रतिशत संभावना है और 68 प्रतिशत संभावना है कि यह कई स्रोतों से है, न कि केवल एक सुपरनोवा।”
इस प्रकार का सांख्यिकीय विश्लेषण उन परिदृश्यों की संभावनाओं को निर्दिष्ट करता है जिन पर खगोलविद पिछले 50 वर्षों से बहस कर रहे हैं, लिन ने कहा। उन्होंने कहा, “खगोल विज्ञान की संभावना को मापने के लिए यह नई दिशा है।”
नए निष्कर्षों से यह भी पता चला है कि नए बनने वाले स्टार सिस्टम में शामिल अल्पकालिक रेडियोन्यूक्लाइड की मात्रा व्यापक रूप से भिन्न हो सकती है।
फोर्ब्स ने कहा, “कई नए स्टार सिस्टम हमारे सौर मंडल के अनुरूप एल्यूमीनियम -26 बहुतायत के साथ पैदा होंगे, लेकिन भिन्नता बहुत बड़ी है – परिमाण के कई आदेश।”
उन्होंने कहा, “ग्रहीय प्रणालियों के शुरुआती विकास के लिए यह मायने रखता है क्योंकि एल्यूमीनियम -26 मुख्य प्रारंभिक ताप स्रोत है। अधिक एल्यूमीनियम -26 का मतलब शायद सूखे ग्रह हैं।”
इन्फ्रारेड डेटा, जिसने टीम को धूल भरे बादलों के माध्यम से स्टार-फॉर्मिंग कॉम्प्लेक्स के दिल में देखने में सक्षम बनाया, यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला के हिस्से के रूप में वियना विश्वविद्यालय में सह-लेखक जोआओ अल्वेस द्वारा प्राप्त किया गया था। दृष्टि चिली में VISTA टेलीस्कोप का उपयोग करके आस-पास की तारकीय नर्सरी का सर्वेक्षण।
“ओफ़िचस के बारे में एक स्टार गठन क्षेत्र के रूप में कुछ खास नहीं है,” अल्वेस ने कहा।
“यह गैस और युवा बड़े सितारों का एक विशिष्ट विन्यास है, इसलिए हमारे परिणाम आकाशगंगा में स्टार और ग्रह निर्माण में अल्पकालिक रेडियोधर्मी तत्वों के संवर्धन के प्रतिनिधि होने चाहिए,” उन्होंने निष्कर्ष निकाला।
टीम ने यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) के हर्शल स्पेस ऑब्जर्वेटरी, ईएसए के प्लैंक उपग्रह, और नासाकॉम्पटन गामा रे वेधशाला।
अध्ययन के निष्कर्ष ‘जर्नल’ में प्रकाशित हुए थे।प्रकृति खगोल विज्ञान‘।
विशेष रूप से, अध्ययन से पता चला है कि कैसे हमारा सौर मंडल अल्पकालिक रेडियोधर्मी तत्वों से समृद्ध हो सकता है।
इस संवर्धन प्रक्रिया का प्रमाण 1970 के दशक से है जब उल्कापिंडों में कुछ खनिज समावेशन का अध्ययन करने वाले वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला कि वे शिशु सौर मंडल के प्राचीन अवशेष थे और इसमें अल्पकालिक रेडियोन्यूक्लाइड के क्षय उत्पाद शामिल थे।
इन रेडियोधर्मी तत्वों को नवजात सौर मंडल पर पास के एक विस्फोट तारे (एक सुपरनोवा) द्वारा या एक प्रकार के विशाल तारे से तेज तारकीय हवाओं द्वारा उड़ाया जा सकता था जिसे एक के रूप में जाना जाता है वुल्फ-रेयेट स्टार.
नए अध्ययन के लेखकों ने युवा सितारों के नजदीकी समूह में उत्पादित स्टार-गठन गैस और रेडियोन्यूक्लाइड के बादलों के बीच बातचीत को प्रकट करने के लिए शानदार नए इन्फ्रारेड डेटा समेत ओफ़िचस स्टार-गठन क्षेत्र के बहु-तरंग दैर्ध्य अवलोकनों का उपयोग किया।
उनके निष्कर्षों ने संकेत दिया कि स्टार क्लस्टर में सुपरनोवा स्टार बनाने वाले बादलों में अल्पकालिक रेडियोन्यूक्लाइड का सबसे संभावित स्रोत हैं।
“हमारे सौर मंडल की सबसे अधिक संभावना एक युवा तारकीय क्लस्टर के साथ एक विशाल आणविक बादल में बनाई गई थी, और इस क्लस्टर में कुछ बड़े सितारों से एक या अधिक सुपरनोवा घटनाओं ने गैस को दूषित कर दिया जो सूर्य और उसके ग्रह प्रणाली में बदल गई,” सह ने कहा- लेखक डगलस एनसी लिन, यूसी सांताक्रूज में खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी के प्रोफेसर एमेरिटस।
“हालांकि अतीत में इस परिदृश्य का सुझाव दिया गया है, इस पेपर की ताकत मॉडल की संभावना के मात्रात्मक माप को कम करने के लिए बहु-तरंग दैर्ध्य अवलोकन और एक परिष्कृत सांख्यिकीय विश्लेषण का उपयोग करना है।”
फ्लैटिरॉन इंस्टीट्यूट के सेंटर फॉर कम्प्यूटेशनल एस्ट्रोफिजिक्स के पहले लेखक जॉन फोर्ब्स ने कहा कि अंतरिक्ष-आधारित गामा-रे टेलीस्कोप से डेटा अल्पकालिक रेडियोन्यूक्लाइड एल्यूमीनियम -26 द्वारा उत्सर्जित गामा किरणों का पता लगाने में सक्षम बनाता है।
“ये चुनौतीपूर्ण अवलोकन हैं। हम केवल दो स्टार बनाने वाले क्षेत्रों में ही इसका पता लगा सकते हैं, और सबसे अच्छा डेटा ओफ़िचस कॉम्प्लेक्स से है,” उन्होंने कहा।
ओफ़िचस क्लाउड कॉम्प्लेक्स में स्टार गठन और प्रोटोप्लानेटरी डिस्क विकास के विभिन्न चरणों में कई घने प्रोटोस्टेलर कोर होते हैं, जो एक ग्रह प्रणाली के गठन में शुरुआती चरणों का प्रतिनिधित्व करते हैं।
मिलीमीटर से लेकर गामा किरणों तक तरंग दैर्ध्य में इमेजिंग डेटा को मिलाकर, शोधकर्ता ओफ़िचस स्टार-फॉर्मिंग क्षेत्र की ओर पास के स्टार क्लस्टर से एल्यूमीनियम -26 के प्रवाह की कल्पना करने में सक्षम थे।
फोर्ब्स ने कहा, “ओफ़िचस में हम जो संवर्धन प्रक्रिया देख रहे हैं, वह 5 अरब साल पहले सौर मंडल के गठन के दौरान हुई घटनाओं के अनुरूप है।”
उन्होंने कहा, “एक बार जब हमने यह अच्छा उदाहरण देखा कि प्रक्रिया कैसे हो सकती है, तो हमने आस-पास के स्टार क्लस्टर को मॉडल करने की कोशिश करने के बारे में बताया, जो आज हम गामा किरणों में रेडियोन्यूक्लाइड का उत्पादन करते हैं।”
फोर्ब्स ने एक मॉडल विकसित किया है जो इस क्षेत्र में मौजूद हर विशाल तारे के लिए खाता है, जिसमें इसका द्रव्यमान, आयु और सुपरनोवा के रूप में विस्फोट की संभावना शामिल है, और तारकीय हवाओं और सुपरनोवा से एल्यूमीनियम -26 की संभावित पैदावार को शामिल करता है। मॉडल ने उन्हें आज देखे गए एल्यूमीनियम -26 के उत्पादन के लिए विभिन्न परिदृश्यों की संभावनाओं को निर्धारित करने में सक्षम बनाया।
फोर्ब्स ने कहा, “अब हमारे पास यह कहने के लिए पर्याप्त जानकारी है कि सुपरनोवा के कारण 59 प्रतिशत संभावना है और 68 प्रतिशत संभावना है कि यह कई स्रोतों से है, न कि केवल एक सुपरनोवा।”
इस प्रकार का सांख्यिकीय विश्लेषण उन परिदृश्यों की संभावनाओं को निर्दिष्ट करता है जिन पर खगोलविद पिछले 50 वर्षों से बहस कर रहे हैं, लिन ने कहा। उन्होंने कहा, “खगोल विज्ञान की संभावना को मापने के लिए यह नई दिशा है।”
नए निष्कर्षों से यह भी पता चला है कि नए बनने वाले स्टार सिस्टम में शामिल अल्पकालिक रेडियोन्यूक्लाइड की मात्रा व्यापक रूप से भिन्न हो सकती है।
फोर्ब्स ने कहा, “कई नए स्टार सिस्टम हमारे सौर मंडल के अनुरूप एल्यूमीनियम -26 बहुतायत के साथ पैदा होंगे, लेकिन भिन्नता बहुत बड़ी है – परिमाण के कई आदेश।”
उन्होंने कहा, “ग्रहीय प्रणालियों के शुरुआती विकास के लिए यह मायने रखता है क्योंकि एल्यूमीनियम -26 मुख्य प्रारंभिक ताप स्रोत है। अधिक एल्यूमीनियम -26 का मतलब शायद सूखे ग्रह हैं।”
इन्फ्रारेड डेटा, जिसने टीम को धूल भरे बादलों के माध्यम से स्टार-फॉर्मिंग कॉम्प्लेक्स के दिल में देखने में सक्षम बनाया, यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला के हिस्से के रूप में वियना विश्वविद्यालय में सह-लेखक जोआओ अल्वेस द्वारा प्राप्त किया गया था। दृष्टि चिली में VISTA टेलीस्कोप का उपयोग करके आस-पास की तारकीय नर्सरी का सर्वेक्षण।
“ओफ़िचस के बारे में एक स्टार गठन क्षेत्र के रूप में कुछ खास नहीं है,” अल्वेस ने कहा।
“यह गैस और युवा बड़े सितारों का एक विशिष्ट विन्यास है, इसलिए हमारे परिणाम आकाशगंगा में स्टार और ग्रह निर्माण में अल्पकालिक रेडियोधर्मी तत्वों के संवर्धन के प्रतिनिधि होने चाहिए,” उन्होंने निष्कर्ष निकाला।
टीम ने यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) के हर्शल स्पेस ऑब्जर्वेटरी, ईएसए के प्लैंक उपग्रह, और नासाकॉम्पटन गामा रे वेधशाला।
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