खोल जागेचे निरीक्षण करणाऱ्या संशोधकांनी एक अभूतपूर्व खगोलीय घटना नोंदवली आहे, जी दोन विशाल आकाशीय पिंडांमधील हिंसक टक्कर नंतरच्या टप्प्यात प्रकट करते. ही घटना ASASSN-21qj तारा प्रणालीमध्ये घडली, जी आपल्या ग्रहापासून अंदाजे 1,800 प्रकाशवर्षांच्या अंतरावर आहे. या प्रणालीच्या मध्यवर्ती ताऱ्याची भौतिक वैशिष्ट्ये सूर्यासारखीच आहेत, ज्याचे वय अंदाजे 300 दशलक्ष वर्षे आहे, जे त्यास तारकीय परिपक्वतेच्या टप्प्यात ठेवते जेथे मोठ्या परिमाणाच्या घटना अजूनही त्याच्या परिभ्रमण परिसराला आकार देतात.
प्रणालीच्या प्रकाश उत्सर्जनात तीव्र बदल झाल्यानंतर प्रारंभिक तपासणी झाली, ज्यामुळे तीव्र आणि सतत इन्फ्रारेड चमक पसरू लागली. डेटा दर्शवितो की इव्हेंट प्रदेशातील तापमान 1,000 केल्विन चिन्हावर पोहोचले, सुमारे एक हजार दिवसांच्या सतत कालावधीसाठी ही उच्च थर्मल स्वाक्षरी राखून. या थर्मल विसंगतीने यजमान ताऱ्याच्या परिसरात मोठ्या प्रमाणात उर्जेचे प्रकाशन झाल्याचे पहिले संकेत म्हणून काम केले.
अवरक्त किरणोत्सर्गाच्या या शिखराची नोंद झाल्यानंतर सुमारे अडीच वर्षांनी, टेलिस्कोपने ताऱ्याच्या दृश्यमान प्रकाशात एक खोल आणि गुंतागुंतीची अस्पष्टता कॅप्चर केली, ज्यामुळे दीर्घकाळापर्यंतचे ऑप्टिकल ग्रहण होते. हा प्रकाशमान अडथळा अंदाजे 500 दिवस चालला, ज्यामुळे दूरची यंत्रणा आणि स्थलीय आणि अंतराळ निरीक्षण उपकरणे यांच्यामध्ये अचूकपणे प्रवास करत असलेल्या अपारदर्शक सामग्रीच्या मोठ्या प्रमाणावर उपस्थितीची पुष्टी होते.
स्टार सिस्टीममधील डायनॅमिक्सचा प्रभाव
प्रकाश वक्र आणि थर्मल स्वाक्षरीच्या तपशीलवार विश्लेषणातून असे दिसून आले की ही घटना बर्फाचे राक्षस म्हणून वर्गीकृत दोन एक्सोप्लॅनेटमधील समोरासमोर टक्कर झाल्याचा थेट परिणाम होता. या खगोलीय पिंडांचे वस्तुमान पृथ्वीच्या वस्तुमानाच्या कित्येक ते डझन पटीने भिन्न होते, जे आपल्या स्वतःच्या प्रणालीमध्ये नेपच्यून आणि युरेनस सारख्या ग्रहांसारखे प्रमाण आणि रचना सादर करतात. हा धक्का मध्य ताऱ्यापासून 2 ते 16 खगोलशास्त्रीय एककांच्या दरम्यान स्थित असलेल्या कक्षीय क्षेत्रामध्ये आला, जो भाग तुलनात्मक दृष्टीने, मंगळ आणि युरेनसच्या कक्षा दरम्यानच्या जागेच्या समतुल्य असेल. दोन्ही ग्रहांच्या बाह्य स्तरांचे विघटन करण्यासाठी टक्कराची तीव्रता पुरेशी होती, ज्यामुळे काही तासांत प्रचंड प्रमाणात गतीज ऊर्जेचे तीव्र उष्णतेमध्ये रूपांतर होते.
या आपत्तीजनक परिणामाचा तात्काळ परिणाम म्हणजे बाष्पयुक्त ढिगारा आणि अतिउष्ण सामग्रीचा एक अवाढव्य ढग तयार करणे, जे वेगाने आसपासच्या जागेत पसरले. एक्सोप्लॅनेट्सचा गाभा आणि आवरण बनवणारे खडक आणि बर्फ प्लाझ्मा आणि इनॅन्डेन्सेंट गॅसमध्ये बदलले गेले, ज्यामुळे एक विस्तारित रचना तयार झाली ज्यामुळे खगोलशास्त्रीय उपकरणांद्वारे कॅप्चर केलेले इन्फ्रारेड रेडिएशन उत्सर्जित होऊ लागले. अनेक संशोधन सुविधांवरील एकत्रित निरिक्षणांनी पुष्टी केली की धूळ आणि खडकाळ तुकड्यांचे हे वस्तुमान ताऱ्याभोवती फिरत राहिले, मुख्य घटनेनंतरच्या काही महिन्यांत दस्तऐवजीकरण केलेल्या तारकीय प्रकाशातील जटिल भिन्नता दर्शवितात.
धूळ आणि वायू रचना निर्मिती
ग्रहांच्या धक्क्याच्या हिंसाचाराने एका विशिष्ट खगोल भौतिक निर्मितीला जन्म दिला ज्याला सिनेस्टिया म्हणतात, ज्याचे वैशिष्ट्य एक विशाल वलय किंवा डोनट-आकाराची रचना आहे. हे घूर्णन वस्तुमान पूर्णपणे वितळलेले खडक, वाष्पयुक्त खनिजे आणि अतिशय उच्च तापमानात वायूंनी बनलेले आहे, जे दोन मूळ शरीरांच्या संमिश्रणामुळे तयार होते.
जास्त कोनीय संवेग आणि गतीज उर्जेमुळे सिनेस्टियाचा विचित्र आकार उद्भवतो जो प्रभावानंतर लगेच नष्ट होऊ शकत नाही. ताबडतोब नवीन गोलाकार शरीर तयार करण्याऐवजी, सामग्रीचा हिंसकपणे विस्तार होतो, एक लाल-गरम टॉरॉइड तयार करतो जो ताऱ्याभोवती त्याचा परिभ्रमण मार्ग राखून स्वतःच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या केंद्राभोवती उच्च वेगाने फिरतो.
या बाष्पयुक्त पदार्थाचे अत्यंत उच्च तापमान दीर्घकाळापर्यंत इन्फ्रारेड उत्सर्जनासाठी थेट जबाबदार आहे ज्याने सुरुवातीला खगोलशास्त्रज्ञांना सावध केले. ताऱ्याची रचना जसजशी प्रदक्षिणा घालते, तसतसे ते थर्मोडायनामिक कूलिंगची हळूहळू प्रक्रिया पार पाडते, जेथे वायू पुन्हा घन धूळ कण आणि लहान खडकाळ तुकड्यांमध्ये घनरूप होऊ लागतात.
जसजसा वेळ पुढे सरकत गेला, तसतसे या ढिगाऱ्याचे भौतिक विखुरणे संपूर्ण कक्षेत आणि तापमानात घट झाल्याने इन्फ्रारेड चमकाची दृश्यमानता कमी झाली. तथापि, सामग्रीच्या संक्षेपणामुळे दाट अपारदर्शक ढग तयार झाले, जे ताऱ्याच्या पुढच्या भागाला ओलांडताना, दुर्बिणीच्या लेन्सद्वारे रेकॉर्ड केलेले लांब ऑप्टिकल ग्रहण निर्माण करते.
खगोलशास्त्रीय निरीक्षणांची कालगणना
ASASSN-21qj तारेचे निरीक्षण स्वयंचलित क्षणिक शोध कार्यक्रम वापरून केले गेले, जे चमक मध्ये अचानक बदल करण्यासाठी सतत आकाश स्कॅन करते. 2018 मध्ये इन्फ्रारेड स्वाक्षरीचे स्वरूप अनपेक्षितपणे घडले, जे या वयातील ताऱ्यांसाठी त्याच्या असामान्य तीव्रतेमुळे आणि चिकाटीमुळे डेटा रेकॉर्डमध्ये वेगळे आहे.
कच्च्या डेटाचे विश्लेषण करणाऱ्या संशोधकांच्या त्वरीत लक्षात आले की उत्सर्जन वक्र मोठ्या प्रमाणात गरम शरीराशी संबंधित आहे, सामान्य तारकीय विस्फोटांशी विसंगत आहे. फोटोमेट्रिक रीडिंगमधील विसंगत फरक निदर्शनास आणून दिल्यावर ओळख प्रक्रियेला गती मिळाली, ज्यामुळे वैज्ञानिक समुदायाला त्या विशिष्ट चतुर्थांश जागेचे निरीक्षण करण्यासाठी अधिक संसाधने निर्देशित केली गेली.
त्यानंतर झालेल्या ऑप्टिकल ग्रहणाने वेरियेबल खोली आणि निरीक्षण केलेल्या प्रकाशाच्या तरंगलांबीवर मजबूत अवलंबित्व दर्शविले. हे तांत्रिक वैशिष्ट्य हे सिद्ध करण्यासाठी मूलभूत होते की प्रकाश अवरोधित करणे घन, गोलाकार शरीरामुळे झाले नाही, तर एका लांबलचक आणि अनियमित कक्षेत वितरीत केलेल्या विखुरलेल्या, कणयुक्त माध्यमामुळे झाले.
सौर मंडळाच्या उत्पत्तीशी समानता
तरुण तारकीय प्रणालींमध्ये मोठ्या टक्कर घटना मूलभूत आणि वारंवार घडणाऱ्या प्रक्रिया मानल्या जातात, ज्या मुख्यतः वाढीच्या अंतिम टप्प्यात घडतात, जेव्हा प्रोटोप्लॅनेट्स अस्थिर कक्षांमध्ये जागा आणि सामग्रीसाठी स्पर्धा करतात. आपल्या स्वतःच्या सुरुवातीच्या सूर्यमालेच्या संदर्भात, अब्जावधी वर्षांपूर्वी अगदी समान स्वरूपाची एक घटना घडली जेव्हा आद्य-पृथ्वी मंगळाच्या आकाराच्या खगोलीय पिंडाशी हिंसकपणे आदळली ज्याला थिया म्हणतात. या प्रचंड प्रभावामुळे पृथ्वीच्या कक्षेत मोठ्या प्रमाणात सामग्री बाहेर पडली, जी कालांतराने एकत्रित होऊन चंद्र तयार झाली, तसेच आपल्या ग्रहाच्या अक्षाच्या झुकावची व्याख्या केली. ASASSN-21qj प्रणालीमध्ये दस्तऐवजीकरण केलेले प्रकरण शास्त्रज्ञांना दुसऱ्या ग्रह प्रणालीमध्ये रिअल टाइममध्ये घडणाऱ्या समान गतीशीलतेचे थेट निरीक्षण करण्याची एक दुर्मिळ आणि मौल्यवान संधी देते. या धक्क्यांचा सखोल अभ्यास दर्शवितो की ते मुख्यतः खडकाळ ग्रह आणि वायू राक्षसांच्या अंतिम रासायनिक आणि भौतिक रचनांना आकार देण्यासाठी जबाबदार आहेत. या टक्करांमधून उरलेला अवशेष वेगवेगळ्या उत्क्रांतीच्या मार्गांचा अवलंब करू शकतो, चंद्रासारख्या नवीन लहान आकाशीय पिंडांच्या निर्मितीपासून, जिवंत तारा किंवा ग्रहांभोवती कायमस्वरूपी वलयांची जटिल प्रणाली तयार करण्यापर्यंत, प्रणालीच्या कक्षीय वास्तुकला निश्चितपणे बदलू शकते.
सतत ब्राइटनेस मॉनिटरिंग
ASASSN-21qj प्रणाली जमिनीवर आधारित आणि उच्च-सुस्पष्ट साधनांनी सुसज्ज असलेल्या अवकाश-आधारित वेधशाळांच्या जवळून निरीक्षणाखाली राहते. एक्सोप्लॅनेटरी सिस्टीममध्ये टक्कर नंतरच्या उत्क्रांतीच्या गणितीय आणि भौतिक मॉडेल्सला परिष्कृत करण्यात मदत करण्यासाठी अतिरिक्त डेटाचे संकलन प्राधान्य मानले जाते.
पीक इन्फ्रारेड ब्राइटनेस आणि ऑप्टिकल ग्रहण सुरू होण्याच्या दरम्यान अडीच वर्षांच्या विलंबाने सुचवलेला परिभ्रमण कालावधी ठोस गणना आधार प्रदान करतो. या संख्येसह, खगोलभौतिकशास्त्रज्ञ ढिगाऱ्यांच्या ढगाच्या दीर्घ परिभ्रमण कालावधीचा अंदाज लावू शकतात आणि नवीन संक्रमण घटना ताऱ्याला पुन्हा कधी अस्पष्ट करू शकतात याचा अंदाज लावू शकतात.
रासायनिक घटक ट्रॅकिंग
चालू असलेले स्पेक्ट्रोस्कोपिक संशोधन विस्तारित ढगाळ ढगात उपस्थित असलेल्या अचूक रासायनिक रचनेपासून सिग्नल वेगळे करण्याचा प्रयत्न करते. या धुळीद्वारे फिल्टर केलेल्या प्रकाशाचे विश्लेषण केल्याने आपत्तीजनक प्रभावाच्या क्षणी बर्फाळ राक्षसांच्या आतड्यांमधून बाहेर पडलेल्या पाणी, मिथेन आणि अमोनिया सारख्या विशिष्ट अस्थिर पदार्थांची उपस्थिती प्रकट होऊ शकते.
यजमान तारा वर्तन
विध्वंसक घटनेनंतर पहिल्या काही आठवड्यांमध्ये थर्मल उत्सर्जन शिखर कॅप्चर करण्यासाठी प्रारंभिक इन्फ्रारेड मॉनिटरिंग महत्त्वपूर्ण होते. त्यानंतरच्या ऑप्टिकल ग्रहणाने प्रकाश प्रक्षेपणातील अनियमितता दर्शविली जी कालांतराने ऑर्बिटल शीअरद्वारे पसरलेल्या आणि विकृत केल्या जाणाऱ्या धुळीच्या ढगांशी पूर्णपणे सुसंगत आहेत.
त्याच्या परिभ्रमण परिसरात झालेल्या टक्करची तीव्रता असूनही, मध्यवर्ती ताऱ्याने त्याची सामान्य थर्मोन्यूक्लियर आणि गुरुत्वाकर्षण स्थिरता राखली. उपकरणांद्वारे नोंदवलेली भिन्नता बाह्य प्रकाश अवरोधित करण्यापुरतीच मर्यादित होती, या प्रभावाने मुख्य ताऱ्याच्या अंतर्गत गतिमानतेवर परिणाम झाल्याचा कोणताही पुरावा नव्हता.
आधुनिक खगोल भौतिकशास्त्राशी प्रासंगिकता
उच्च-रिझोल्यूशन ऑप्टिकल आणि इन्फ्रारेड फोटोमेट्रीच्या संयोजनामुळे हजारो प्रकाश वर्षे दूर असलेल्या घटनांच्या अचूक तात्पुरती क्रमाची पुष्टी करणे शक्य झाले. अस्पष्टतेच्या अगोदरची चमक 2.5 वर्षांनी अचूकपणे गणना केलेल्या कक्षीय प्रवासाच्या वेळेशी संरेखित होते, हे सिद्ध करते की वर्तमान संगणक मॉडेल अत्यंत अचूकतेने निरीक्षण केलेल्या प्रकाशाचे पुनरुत्पादन करू शकतात.
या घटनेची नोंद निरीक्षण करण्यायोग्य विश्वामध्ये चालू असलेल्या ग्रहांच्या टक्करांच्या थेट कॅप्चरच्या अत्यंत दुर्मिळतेवर प्रकाश टाकते. या भागातून काढलेली माहिती ग्रहांच्या प्रणालींच्या निर्मितीच्या अंतिम आणि सर्वात हिंसक टप्प्यांबद्दल डेटाचा अभूतपूर्व खंड प्रदान करते, ब्रह्मांडाच्या उत्क्रांतीबद्दलचे सिद्धांत एकत्रित करते.