इन वेर्डो स्टेलर लाशों में मलाईदार केंद्र हैं जो विदेशी क्वांटम तरल पदार्थों से भरे हैं

अब से अरबों वर्ष बाद, जब सूर्य अपनी मृत्यु के अंतिम थ्रेश में होता है (अर्थात, पृथ्वी के पहले से ही वाष्पीकृत हो जाने के बाद), इसका हीलियम कोर अपने आप में ढह जाएगा, चमकती हुई गैस की एक तंग संकुचित गेंद में सिकुड़ जाना, जिसे सफेद बौना कहा जाता है। ।

लेकिन जब ये तारकीय कब्र पहले से ही हमारे गेलेक्टिक परिदृश्य को डॉट करते हैं, तो उनके अंदरूनी भाग भौतिकी में एक पहेली बने हुए हैं - जो कोई आश्चर्य की बात नहीं है, यह देखते हुए कि वे कितने अजीब हैं।

हाल ही में, शोधकर्ताओं की एक जोड़ी ने एक सफ़ेद बौने की इनसाइट्स को "देखने" के लिए एक परिष्कृत मॉडल बनाया है। और अंदाज लगाइये क्या? ये ब्रह्मांडीय ऑडबॉल शर्मनाक तरीके से सांसारिक ट्रफ़ल्स डाल सकते हैं, क्योंकि वे मलाईदार केंद्रों को विदेशी क्वांटम तरल पदार्थों से भरे हुए लगते हैं।

एक बार गर्व करने वाला सितारा

हमारे सूर्य जैसे तारे हाइड्रोजन में हीलियम में हाइड्रोजन भरकर उनकी ऊर्जा प्राप्त करते हैं। यह ऊर्जा हमेशा के लिए नहीं रह सकती - अंततः, उपलब्ध हाइड्रोजन बाहर चलाता है और पार्टी बंद हो जाती है। लेकिन अपने जीवन के अंत के करीब, सितारे संक्षेप में हीलियम को जलाकर, एक निष्क्रिय, कार्बन और ऑक्सीजन के मृत कोर को पीछे छोड़कर रोशनी को चालू कर सकते हैं।

लेकिन हमारे सूरज जैसे छोटे तारों में मैग्नीशियम या लोहे जैसे किसी भी भारी तत्व में कार्बन और ऑक्सीजन को फ्यूज करने के लिए पर्याप्त गुरुत्वाकर्षण ऊम्फ नहीं होता है, और इसलिए वे मर जाते हैं, अपने आप को अंदर बाहर कर लेते हैं और अपने वायुमंडल को एक सुंदर (या गैरी) में छोड़ देते हैं, आपके आधार पर देखने के बिंदु) ग्रहों नेबुला।

कार्बन और ऑक्सीजन का वह कोर पीछे रह जाता है, जो कि तारे के द्रव्यमान का एक बड़ा हिस्सा है जो पृथ्वी से बड़ा नहीं है। जब खगोलविदों ने पहली बार इन अजीब वस्तुओं की खोज की थी - जिसे अब सफेद बौनों के रूप में जाना जाता है - उन्होंने सोचा कि वे असंभव थे, गणना की गई घनत्वों के साथ एक अरब गुना ऊपर हवा है जो हम सांस लेते हैं। कैसे कुछ इस तरह के चरम घनत्व हो सकता है और बस अपने ही भयानक वजन के तहत नहीं गिर सकता है?

लेकिन सफेद बौने असंभव नहीं हैं, और 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में सैद्धांतिक अंतर्दृष्टि ने इस रहस्य को सुलझाया कि सफेद बौने संभवतः कैसे मौजूद हो सकते हैं। उत्तर क्वांटम यांत्रिकी के रूप में आया, और यह एहसास कि उच्च घनत्व पर, प्रकृति है, इसे बस, बहुत ही अजीब तरह से डालना। सफेद बौनों के मामले में, केवल एक निश्चित संख्या में इलेक्ट्रॉनों को अंदर पैक किया जा सकता है। चूंकि ये कताई इलेक्ट्रॉन एक-दूसरे को पीछे धकेलते हैं, साथ में वे मृतक सितारों को गुब्बारा रखने के लिए पर्याप्त दबाव बनाते हैं, यहां तक ​​कि गुरुत्वाकर्षण के लगभग भारी बलों को भी समझते हैं।

और इसलिए तारकीय लाशें खरबों वर्षों तक जीवित रह सकती हैं।

क्रीम से भरे केंद्र

जबकि इन शुरुआती गणनाओं से पता चलता है कि हमारे ब्रह्मांड में सफेद बौने कैसे मौजूद हो सकते हैं, ज्योतिषियों को पता था कि सरल विवरण पूरी तरह से इस तरह के विदेशी कोर में क्या हो रहा है पर कब्जा नहीं करेंगे। आखिरकार, यह एक ऐसी स्थिति है जो पृथ्वी पर यहां प्रयोगशालाओं और प्रयोगों के लिए पूरी तरह से दुर्गम है - कौन जानता है कि इन मृत दिलों के अंदर क्या अजीब खेल प्रकृति तक पहुंच सकती है?

भौतिकविद और खगोलविद एक जैसे दशकों से सफेद बौनों के अंदरूनी हिस्सों के बारे में सोच रहे हैं, और हाल ही में छपी पत्रिका arXiv पर छपने वाले पत्र में, रूसी सैद्धांतिक भौतिकविदों की एक जोड़ी ने सफेद बौनों में गहरे कोर के एक नए मॉडल का प्रस्ताव दिया है, जिसका विस्तार से वर्णन है। उनका मॉडल पहले के काम से बनता है और विचलित होता है, और पर्यवेक्षक संभावित रूप से यह बता सकते हैं कि उनका नया मॉडल सटीक है या नहीं।

इस नए मॉडल में, वैज्ञानिकों ने सफेद बौने के मूल का अनुकरण किया क्योंकि यह केवल एक प्रकार के भारी आवेशित नाभिक से बना है (यह पूरी तरह से सही नहीं है, क्योंकि सफेद बौने कार्बन और ऑक्सीजन जैसे कई तत्वों का मिश्रण हैं, लेकिन यह एक है अच्छा पर्याप्त प्रारंभिक बिंदु), इन कणों के साथ इलेक्ट्रॉनों के एक मोटे सूप में डूबा हुआ है।

यह सेटअप मानता है कि सफेद बौने तरल अंदरूनी गर्म होते हैं, जो एक उचित धारणा है, यह देखते हुए कि जब वे पैदा होते हैं (या जब वे अंततः अपने मेजबान सितारों की मृत्यु के बाद उजागर होते हैं), तो उनका तापमान अच्छी तरह से होता है एक लाख डिग्री kelvins से अधिक में।

एक सफेद बौने की सबसे बाहरी परत एक शुद्ध वैक्यूम के घर्षण वातावरण के संपर्क में होती है, जिससे हाइड्रोजन सतह पर व्यवस्थित हो जाती है, जिससे उन्हें हल्का, पतला वातावरण मिलता है। और चरम समय पर, सफेद बौने शांत हो जाते हैं, अंततः एक विशाल क्रिस्टल का निर्माण करते हैं, लेकिन यह काफी लंबा है कि अधिकांश भाग के लिए, सफेद बौने कार्बन और ऑक्सीजन के एक विदेशी क्वांटम तरल से भरे होते हैं, इसलिए इस अध्ययन में उपयोग किया जाने वाला मॉडल है एक सफेद बौने के जीवनकाल के बड़े हिस्से के लिए अपेक्षाकृत सटीक है।

सिग्नेचर सरफेस

चूंकि सफेद-बौने हिम्मत ब्रह्मांड में सबसे असामान्य वातावरण में से एक का प्रतिनिधित्व करते हैं, इसलिए उनका अध्ययन करने से चरम स्थितियों में क्वांटम यांत्रिकी के कुछ गहरे गुणों का पता चल सकता है। लेकिन चूंकि वैज्ञानिक इसे एक जीवंतता के लिए लाने के लिए पास के सफेद बौने में रस्सी बांधने की उम्मीद नहीं कर सकते हैं, हम संभवतः हुड के नीचे कैसे देख सकते हैं?

नए मॉडल के शोधकर्ताओं ने दिखाया कि सफेद बौनों द्वारा दी गई रोशनी अलग-अलग गर्मी कैसे हो सकती है। सफेद बौने अपने दम पर गर्मी उत्पन्न नहीं करते हैं; उनके तीव्र तापमान चरम गुरुत्वाकर्षण दबावों का परिणाम होते हैं, जब वे सितारों के अंदर थे। लेकिन एक बार जब उनके मेजबान स्टार उड़ जाते हैं और वे अंतरिक्ष में फैल जाते हैं, तो वे तीव्रता से चमकते हैं - अपने बड़े प्रकट होने के बाद पहले कुछ हज़ार वर्षों में, वे इतने गर्म होते हैं कि वे एक्स-रे विकिरण का उत्सर्जन करते हैं।

लेकिन वे ठंडा करते हैं, कभी इतनी धीमी गति से, तो कभी अंतरिक्ष में विकिरण के रूप में अपनी गर्मी को लीक करते हैं। और हम लंबे समय से सफेद बौने देख रहे हैं कि हम उन्हें वर्षों और दशकों के दौरान ठंडा कर सकते हैं। कितनी जल्दी वे शांत हो जाते हैं यह इस बात पर निर्भर करता है कि उनकी फंसी हुई गर्मी कितनी कुशलता से उनकी सतहों तक पहुँच सकती है - जो बदले में उनकी हिम्मत की सही प्रकृति पर निर्भर करती है।

शोधकर्ताओं ने दिखाया कि सफेद बौनों के अंदर जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, यह उनकी कभी-कभार होने वाली मामूली छेड़छाड़ है। पृथ्वी की कोर का अध्ययन करने के लिए जिस तरह से सिस्मोग्राफी का उपयोग किया जाता है, उस तरह से एकिन, एक सफेद बौने के मेकअप और चरित्र में परिवर्तन होता है कि सतह पर कंपन कैसे प्रदर्शित होगा।

अंत में, हम सफेद बौनों की आबादी का उपयोग उनके अंदरूनी हिस्सों के बारे में संकेत प्राप्त करने के लिए कर सकते हैं, क्योंकि उनके द्रव्यमान और उनके आकार के बीच का संबंध उनके अंतर को नियंत्रित करने वाले सटीक क्वांटम-मैकेनिकल संबंधों पर निर्भर करता है।

विशेष रूप से, नए शोध से पता चलता है कि ज्यादातर सफेद बौनों को तेजी से ठंडा करना चाहिए, जैसा कि हम सोचते थे, पुराने मॉडलों की तुलना में थोड़ा कम अक्सर कंपन करते हैं और अगर हम इस अधिक यथार्थवादी मॉडल को ध्यान में नहीं रखते हैं, तो उम्मीद से थोड़ा बड़ा है। अब यह खगोलविदों पर निर्भर है कि वे सटीक माप करें कि क्या हम वास्तव में इन विदेशी वातावरणों को समझ रहे हैं, या अगर हमें इस पर एक और दरार करने की आवश्यकता है।

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पॉल एम। सटर पर एक खगोल भौतिकीविद् है ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी, का मेजबान एक अंतरिक्ष यात्री से पूछें तथा अंतरिक्ष रेडियोऔर के लेखक हैं ब्रह्मांड में आपका स्थान.