शोधकर्ताओं ने पहली बार बर्फ के दिग्गजों के रूप में वर्गीकृत दो एक्सोप्लैनेट के बीच आमने-सामने की टक्कर के परिणामस्वरूप उत्पन्न अवरक्त चमक के प्रत्यक्ष रिकॉर्ड की पहचान की है। यह खगोलीय घटना ASASSN-21qj तारा प्रणाली में घटी, जो पृथ्वी ग्रह से लगभग 1,800 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित है। इस प्रणाली के केंद्रीय तारे की भौतिक विशेषताएं सूर्य के समान हैं और इसकी आयु लगभग 300 मिलियन वर्ष आंकी गई है, यह अवधि ब्रह्मांडीय समय पैमाने पर युवा मानी जाती है।
इस ग्रहीय झटके की दृश्य अभिव्यक्ति को स्थलीय और अंतरिक्ष दूरबीनों द्वारा अवलोकन के दो अलग-अलग चरणों में विभाजित किया गया था। प्रारंभ में, 2018 से शुरू होकर, तारे ने इन्फ्रारेड रेंज में चमक में एक महत्वपूर्ण और लगातार वृद्धि दिखाई, जो अत्यधिक गर्मी स्रोत का संकेत देता है। इस पहले थर्मल डिटेक्शन के लगभग ढाई साल बाद, सिस्टम एक गहरे और जटिल ऑप्टिकल ग्रहण से गुजरा, जो तारे के सामने से गुजरने वाले टकराव के मलबे के कारण हुआ।
इस घटना में शामिल खगोलीय पिंडों का द्रव्यमान पृथ्वी के द्रव्यमान के कई दस गुना के बराबर था, जो संरचनात्मक रूप से नेप्च्यून और यूरेनस जैसे ग्रहों से मिलते जुलते थे। इन दो ग्रह द्रव्यमानों के बीच सीधे प्रभाव से वाष्पीकृत और अत्यधिक गरम मलबे का एक विशाल बादल उत्पन्न हुआ, जिसने अंतरिक्ष के उस क्षेत्र की कक्षीय विन्यास को स्थायी रूप से बदल दिया। गर्मी और प्रकाश अवरोधन का एक साथ पता लगाने से झटके की पुष्टि के लिए आवश्यक साक्ष्य उपलब्ध हुए।
तारकीय आघात की गतिशीलता और वाष्पीकृत पदार्थ का निर्माण
दो बर्फ के दिग्गजों के बीच टकराव के समय जारी गतिज ऊर्जा तुरंत अत्यधिक गर्मी में परिवर्तित हो गई, जिससे चट्टानों, बर्फ और गैसों का तात्कालिक वाष्पीकरण शुरू हो गया, जिससे एक्सोप्लैनेट की आंतरिक संरचना बनी। इस भौतिक प्रक्रिया के परिणामस्वरूप एक विस्तारित घूर्णी संरचना का निर्माण हुआ, जिसे खगोल भौतिकी में सिनेस्टिया के नाम से जाना जाता है, जो एक मोटी अंगूठी या टोरॉयड आकार जैसा दिखता है। इस संरचना में मौजूद अत्यधिक गरम सामग्री लगभग 1,000 केल्विन के तापमान तक पहुंच गई, जो लगभग एक हजार दिनों की निरंतर अवधि में अवलोकन उपकरणों द्वारा कैप्चर किए गए अवरक्त विकिरण के तीव्र उत्सर्जन की व्याख्या करती है।
जैसे-जैसे समय आगे बढ़ा, प्रभाव से उत्पन्न बादल ने नष्ट ग्रहों की मूल कक्षा के साथ क्रमिक विस्तार की प्रक्रिया शुरू कर दी। धीमी गति से शीतलन और अंतरिक्ष निर्वात में मलबे के निरंतर फैलाव ने प्रारंभिक थर्मल चमक की दृश्यता को धीरे-धीरे कम कर दिया। पार्टिकुलेट मैटर, जो अब महीन धूल और विभिन्न आकारों के चट्टानी टुकड़ों से बना है, ने मेजबान तारे के चारों ओर एक नया प्रक्षेप पथ स्थापित किया, जिससे एक मोबाइल भौतिक अवरोध पैदा हुआ जो पृथ्वी पर अवलोकन बिंदुओं की ओर तारों के प्रकाश के प्रसार में हस्तक्षेप करने में सक्षम था।
थर्मल विसंगति की निरंतर निगरानी और खोज
तारा ASASSN-21qj पहले से ही रात के आकाश में खगोलीय क्षणिकता और चमक विविधताओं की खोज के लिए समर्पित स्वचालित कार्यक्रमों द्वारा नियमित निगरानी में था। इन्फ्रारेड चमक की उपस्थिति शोधकर्ताओं के लिए अप्रत्याशित रूप से हुई, जो तारे के मानक व्यवहार की तुलना में इसकी दृढ़ता और असामान्य तीव्रता के लिए अलग थी।
थर्मल डेटा के प्रारंभिक विश्लेषण से तुरंत पता चला कि गर्मी का उत्सर्जन तारे से नहीं हो रहा था, बल्कि इसकी कक्षा में नवगठित एक गर्म, बड़े पिंड से हो रहा था। सिस्टम में अवरक्त विकिरण के सटीक स्रोत को अलग करने के लिए कई वेधशालाओं से डेटा के संयोजन की आवश्यकता का पता लगाया गया।
घटना की पहचान करने की प्रक्रिया में सार्वजनिक जानकारी को पार करना और खुले डेटा की जांच करना भी शामिल था। वस्तु के फोटोमेट्रिक रिकॉर्ड में असामान्य बदलाव ने विशेषज्ञों और उत्साही लोगों का ध्यान आकर्षित किया, जिससे अंतरिक्ष में उस विशिष्ट समन्वय के लिए अधिक शक्तिशाली दूरबीनों के लक्ष्यीकरण में तेजी आई।
सिस्टम में ऑप्टिकल अस्पष्टता के लक्षण
अवरक्त चमक के बाद हुए ऑप्टिकल ग्रहण की अवधि लगभग 500 दिनों की विस्तारित थी। यह अस्पष्टता तब घटित हुई जब फैलता हुआ मलबा बादल तारे ASASSN-21qj और पृथ्वी तथा अंतरिक्ष में दूरबीनों के बीच दृष्टि रेखा से होकर गुजरा।
फोटोमेट्रिक रिकॉर्ड से पता चला कि ग्रहण की गहराई अत्यधिक परिवर्तनशील थी, जो एक समान प्रकाश अवरोधन पैटर्न प्रस्तुत नहीं कर रही थी। यह विशेषता किसी ठोस, गोलाकार ग्रहीय पिंड के बजाय अनियमित घनत्व वाले कणों के बादल के गुजरने के अनुरूप है।
प्रकाश अवरोधन के वर्णक्रमीय विश्लेषण ने प्रेक्षित तरंग दैर्ध्य पर एक मजबूत निर्भरता प्रदर्शित की। इससे वैज्ञानिकों को यह पुष्टि मिली कि अवरोधक सामग्री मुख्य रूप से एक लम्बी कक्षा में फैली हुई धूल से बनी थी, जो दूसरों की तुलना में तारों के प्रकाश के कुछ रंगों को फ़िल्टर करने में सक्षम थी।
पारगमन के 500 दिनों के दौरान पाई गई अनियमितताओं से संकेत मिलता है कि मलबे के बादल की कक्षीय कतरनी हुई। गुरुत्वाकर्षण गति में अंतर ने धूल के निर्माण को बढ़ा दिया, जिससे प्रारंभिक संरचना टुकड़ों के लंबे निशान में बदल गई जो केंद्रीय तारे की परिक्रमा करती रहेगी।
प्रारंभिक सौर मंडल के निर्माण के साथ समानताएँ
विशाल अनुपात के टकरावों की भविष्यवाणी की जाती है और युवा तारकीय प्रणालियों में घटनाओं का दस्तावेजीकरण किया जाता है जो अभी भी अभिवृद्धि और कक्षीय स्थिरीकरण चरण से गुजर रहे हैं। प्रारंभिक सौर मंडल में, बहुत समान भौतिक गतिशीलता वाली एक घटना घटी जब मंगल ग्रह के आकार का एक खगोलीय पिंड प्रोटो-अर्थ से टकराया, जिससे सामग्री बाहर निकल गई जो बाद में चंद्रमा के रूप में एकत्रित हुई।
ASASSN-21qj प्रणाली में प्रलेखित मामला वैज्ञानिक समुदाय को हमारे अपने ब्रह्मांडीय पड़ोस में अरबों साल पहले हुई गतिशील प्रक्रियाओं को सीधे देखने का एक दुर्लभ अवसर प्रदान करता है। खगोलभौतिकी अध्ययनों से संकेत मिलता है कि इस परिमाण के प्रभाव मुख्य रूप से चट्टानी ग्रहों और बर्फ के दिग्गजों की अंतिम रासायनिक संरचनाओं और आंतरिक संरचनाओं को आकार देने के लिए जिम्मेदार हैं।
कक्षीय दूरी और घटना के घटित होने का क्षेत्र
मलबे के तापमान और पारगमन समय के आधार पर गणना से पता चला कि टकराव की घटना मुख्य तारे से 2 और 16 खगोलीय इकाइयों के बीच की दूरी पर हुई। एक खगोलीय इकाई पृथ्वी और सूर्य के बीच की औसत दूरी के बराबर है, जो ग्रह मंडल के एक मध्यवर्ती क्षेत्र में झटका लगाती है।
हमारे सौर मंडल की वास्तुकला के साथ तुलना के प्रयोजनों के लिए, यह दूरी सीमा मंगल ग्रह और यूरेनस ग्रह की कक्षाओं के बीच स्थित विशाल अंतरिक्ष क्षेत्र से मेल खाती है। स्थान से पता चलता है कि नष्ट हुए बर्फ के दानव एक ऐसे क्षेत्र में परिक्रमा करते हैं जहां तापमान अस्थिर तत्वों के संघनन की अनुमति देता है, जो जमे हुए पानी और भारी गैसों से समृद्ध संरचना को उचित ठहराता है।
रासायनिक हस्ताक्षरों और कक्षा विकास पर नज़र रखना
मलबे के बादल के चल रहे विकास को मैप करने के उद्देश्य से, उन्नत उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रोस्कोपी उपकरणों का उपयोग करके तारा प्रणाली कड़ी निगरानी में रहती है। अगले कुछ वर्षों में अतिरिक्त डेटा प्राप्त करना टकराव के बाद के विकास के गणितीय मॉडल को परिष्कृत करने और यह समझने के लिए महत्वपूर्ण है कि निर्वात में पदार्थ कैसे पुनर्गठित होता है। चरम अवरक्त चमक और ऑप्टिकल ग्रहण की शुरुआत के बीच सटीक 2.5 साल की देरी से सुझाई गई कक्षीय अवधि खगोलविदों को लंबी कक्षीय अवधि का अनुमान लगाने और शेष बादल के भविष्य के पारगमन की भविष्यवाणी करने की अनुमति देती है। चल रहे शोध का उद्देश्य बिखरे हुए मलबे में रासायनिक संरचना के विशिष्ट स्पेक्ट्रोस्कोपिक संकेतों की पहचान करना है, जो ग्रहों के आवरण के विनाश के दौरान जारी वाष्पशील सामग्रियों और सिलिकेट्स के सटीक अनुपात को प्रकट कर सकता है। मुख्य तारे ने अपनी समग्र थर्मोडायनामिक और गुरुत्वाकर्षण स्थिरता को बनाए रखा है, जो एक निरंतर बीकन के रूप में कार्य करता है जो इसके चारों ओर की धूल को रोशन करता है। इस परिदृश्य का लंबे समय तक अवलोकन करने से बचे हुए मलबे के फिर से संघनित होकर नए छोटे खगोलीय पिंड, अनियमित चंद्रमा या यहां तक कि तारे के चारों ओर एक स्थायी वलय प्रणाली बनने की संभावना के बारे में उत्तर मिलेंगे, जो निश्चित रूप से ASASSN-21qj प्रणाली के वर्गीकरण और संरचना को बदल देगा।
सैद्धांतिक खगोल भौतिकी मॉडल का सत्यापन
ऑप्टिकल और इन्फ्रारेड फोटोमेट्री के सटीक संयोजन ने घटना के अस्थायी अनुक्रम की पुष्टि की और गुरुत्वाकर्षण के नियमों द्वारा अनुमानित कक्षीय यात्रा समय के साथ पूरी तरह से संरेखित किया। वर्तमान कम्प्यूटेशनल मॉडल ग्रहों के अनुमानित द्रव्यमान और उचित दूरी का उपयोग करके देखी गई चमक को पुन: उत्पन्न करने में सक्षम थे, जिससे ब्रह्मांड में ग्रह प्रणालियों के गठन के अंतिम और हिंसक चरणों के बारे में अवलोकन संबंधी साक्ष्य मजबूत हुए।
