हीलियम बर्निंग एक सफेद बौना तारा (dwarf star) एक सुपरनोवा के रूप में विस्फोट कर सकता है, जब उसका द्रव्यमान लगभग 1.4 सौर द्रव्यमान की सीमा से अधिक हो जाता है। गारचिंग में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एक्स्ट्राटेरेस्ट्रियल फिजिक्स (एमपीई) के नेतृत्व में और बॉन विश्वविद्यालय को शामिल करने वाली एक टीम ने अब एक बाइनरी स्टार सिस्टम खोजा है, जिसमें पदार्थ अपने साथी से वाइट ड्वार्फ पर बहता है।
सिस्टम ने ब्राइट सुपर-सॉफ्ट एक्स-रे के कारण खोजा गया, जो वाइट ड्वार्फ की सतह के निकट अतिप्रवाहित गैस के परमाणु संलयन में उत्पन्न होती है। इस स्रोत के बारे में असामान्य बात यह है कि यह हीलियम है न कि हाइड्रोजन जो अतिप्रवाह और जलता है। मापी गई चमक से पता चलता है कि सफेद बौने का द्रव्यमान पहले की तुलना में अधिक धीरे-धीरे बढ़ रहा है, जो वाइट ड्वार्फ के विस्फोट के कारण होने वाले सुपरनोवा की संख्या को समझने में मदद कर सकता है। इसके परिणाम को नेचर पत्रिका में प्रकाशित किए गए हैं।
हीलियम बर्निंग वाइट ड्वार्फ पर एक्सपर्ट्स की राय
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वाइट ड्वार्फ के विस्फोट को न सिर्फ ब्रह्मांड में आयरन का मुख्य स्रोत माना जाता है, बल्कि वे ब्रह्मांड विज्ञान के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण भी हैं। इस प्रकार Ia सुपरनोवा (SN Ia) के रूप में वे सभी मोटे तौर पर समान रूप से उज्ज्वल हो जाते हैं, जिससे खगोल भौतिकी (astrophysics) को उनकी होस्ट गैलेक्सीस की दूरी का सटीक निर्धारण करने की अनुमति मिलती है।
हालाँकि, कई वर्षों के गहन शोध के बाद भी यह स्पष्ट नहीं है कि किन परिस्थितियों में वाइट ड्वार्फ का द्रव्यमान चंद्रशेखर सीमा तक बढ़ सकता है। यह एक वाइट ड्वार्फ के द्रव्यमान के लिए सैद्धांतिक ऊपरी सीमा है, जिसे 1930 में भारतीय-अमेरिकी खगोल वैज्ञानिक और नोबेल पुरस्कार विजेता सुब्रह्मण्यन चंद्रशेखर द्वारा प्राप्त किया गया था।
1990 के दशक की शुरुआत में सुपर-सॉफ्ट एक्स-रे स्रोतों की सतहों पर स्थिर हाइड्रोजन जलने के साथ ROSAT के साथ वस्तुओं के एक नए वर्ग के रूप में स्थापित किया गया था और एक समय के लिए उन्हें SN Ia प्रोजेनिटर्स के लिए संभावित उम्मीदवार माना जाता था। हालाँकि, इन स्रोतों के साथ समस्या उनकी हाइड्रोजन बहुतायत है टाइप Ia सुपरनोवा हाइड्रोजन का कोई निशान नहीं दिखाता है।
हीलियम बर्निंग वाइट ड्वार्फ से जुड़ी महत्वपूर्ण जानकारी
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30 से अधिक वर्षों के लिए डबल स्टार सिस्टम की भविष्यवाणी की गई है, जिसमें एक वाइट ड्वार्फ जमा होता है और इसकी सतह पर स्थिर रूप से हीलियम जलता है, लेकिन ऐसे स्रोत कभी नहीं देखे गए हैं। मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एक्स्ट्राटेरेस्ट्रियल फिजिक्स (एमपीई) के नेतृत्व में एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने अब एक एक्स-रे स्रोत पाया है, जिसका ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम पूरी तरह से हीलियम का प्रभुत्व है।
सुपर-सॉफ्ट एक्स-रे स्रोत [HP99] 159 को 1990 के दशक से जाना जाता है, जब इसे पहली बार ROSAT के साथ देखा गया था। हाल ही में XMM-Newton और अब eROSITA के साथ इस स्रोत के विश्लेषण का नेतृत्व करने वाले जोचेन ग्रीनर बताते हैं। एमपीई में अब हम इसे बड़े मैगेलैनिक क्लाउड में एक ऑप्टिकल स्रोत के रूप में पहचानने में सक्षम थे। इसके स्पेक्ट्रम में हमें मुख्य रूप से अभिवृद्धि डिस्क से उत्पन्न होने वाली हीलियम की उत्सर्जन रेखाएँ मिलीं।
हालांकि, यह एसएन आईए प्रजनकों की समस्या का समाधान नहीं करता है। सैद्धांतिक मॉडल भविष्यवाणी करते हैं कि हीलियम साथी स्टार के मामले का लगभग 2-5% एसएन आईए विस्फोट से दूर हो जाएगा और पर्यावरण में निकल जाएगा। हालांकि, आज तक देखे गए अधिकांश सुपरनोवा Ia में हीलियम की यह मात्रा नहीं पाई गई है। हालांकि, कम चमक वाला एक उपवर्ग है। एसएन Iax, जिसमें विस्फोट कमजोर होता है और इसलिए कम हीलियम उड़ाया जाता है।
हीलियम बर्निंग वाइट ड्वार्फ से संबंधित ध्यान देने वाली बातें
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अब खोजी गई प्रणाली [HP99] 159 वर्तमान ज्ञान के अनुसार इस तरह के SN Iax में समाप्त हो सकती है, क्योंकि यहाँ माप से संकेत मिलता है कि सैद्धांतिक रूप से भविष्यवाणी की तुलना में कम अभिवृद्धि दर पर भी वाइट ड्वार्फ में लगातार हीलियम का जलना संभव है। HP99 159 की मापी गई चमक विहित दर पर अपेक्षा से लगभग दस गुना कम है, जबकि उसी समय मापा गया एक्स-रे तापमान स्थिर हीलियम जलने के लिए अपेक्षित सीमा में है।
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एर्गलैंडर इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोनॉमी के प्रोफेसर डॉ. नॉर्बर्ट लैंगर (Norbert Langer) कहते हैं कि देखे गए एक्स-रे चमक से पता चलता है कि वाइट ड्वार्फ में प्रवाहित हीलियम का जलना इसके तेजी से घूमने से स्थिर हो जाता है, जिससे सिस्टम का अंतिम सुपरनोवा विस्फोट होने की संभावना है। चूंकि पिछले मापों से संकेत मिलता है कि चमक लगभग 50 वर्षों तक समान रही है, विस्फोटों के लिए अभिवृद्धि दरों की एक विस्तृत श्रृंखला संभव होनी चाहिए।
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ईएसओ के जूलिया बोडेनस्टीनर (Julia Bodensteiner) कहते है की हाइड्रोजन एनवलप के बिना सितारे, जैसे [एचपी 99] 159 में पाए जाने वाले साथी स्टार, बाइनरी सितारों के जीवन चक्र में एक महत्वपूर्ण मध्यवर्ती कदम हैं, जो लगभग 30% ऐसी प्रणालियों में होना चाहिए। एमपीई में अपने मास्टर की थीसिस के बाद से बड़े सितारों का अध्ययन कर रहा है। ऐसे कई सितारे होने चाहिए, लेकिन अभी तक कुछ ही देखे गए हैं। टीम अब eROSITA के साथ दो मैगेलैनिक बादलों में दर्जनों समान स्रोतों को खोजने की उम्मीद करती है। इससे उन्हें SN Ia प्रोजेनिटर्स के लिए शर्तों को और सीमित करने की अनुमति मिलनी चाहिए।
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