आणविक हाइड्रोजन के एक अशांत क्लंप के 3-डी सिमुलेशन के माध्यम से एक टुकड़ा। छवि क्रेडिट: मार्क क्रुमहोलज़ बड़ा करने के लिए क्लिक करें
कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले और लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी (एलएलएनएल) के खगोल भौतिकीविदों ने दो प्रतिस्पर्धी सिद्धांतों में से एक का विस्फोट किया है कि कैसे इंटरस्टेलर गैस के विशाल बादलों के अंदर तारे बनते हैं।
वह मॉडल, जो 10 साल से कम पुराना है और कुछ ब्रिटिश खगोलविदों द्वारा चैंपियन है, भविष्यवाणी करता है कि इंटरस्टेलर हाइड्रोजन क्लाउड में क्लंप विकसित होते हैं जिसमें कई छोटे कोर - भविष्य के सितारों के बीज - रूप होते हैं। ये कोर एक प्रकाश वर्ष से भी कम समय में, अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण के तहत ढह जाते हैं और आसपास के क्लंप में गैस के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं, जो अक्सर क्लंप से अपने मूल द्रव्यमान का 10 से 100 गुना अधिक होता है।
वैकल्पिक मॉडल, जिसे अक्सर "गुरुत्वाकर्षण पतन और विखंडन" सिद्धांत कहा जाता है, यह भी माना जाता है कि बादल गुच्छों को विकसित करते हैं जिसमें प्रोटो-स्टेलर कोर बनते हैं। लेकिन इस सिद्धांत में, कोर बड़े हैं और, हालांकि वे बाइनरी या मल्टीपल स्टार सिस्टम बनाने के लिए छोटे टुकड़ों में विभाजित हो सकते हैं, उनमें लगभग सभी द्रव्यमान होते हैं जो वे कभी भी करेंगे।
“प्रतिस्पर्धात्मक अभिवृद्धि में, कोर बीज हैं जो बड़े होकर तारे बन जाते हैं; हमारी तस्वीर में, कोर तारों में बदल जाते हैं, ”यूसी बर्कले में भौतिकी के प्रोफेसर और खगोलविद क्रिस मैककी ने समझाया। "आज तक की टिप्पणियां, जो मुख्य रूप से सूरज की तरह कम द्रव्यमान वाले स्टार गठन के क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित करती हैं, हमारे मॉडल के अनुरूप हैं और उनके साथ असंगत हैं।"
यूसी बर्कले में खगोल विज्ञान के सहायक प्रोफेसर और एलएलएनएल के शोधकर्ता रिचर्ड क्लेन ने कहा, "प्रतिस्पर्धात्मक अभिवृद्धि यूरोप में स्टार बनाने का बड़ा सिद्धांत है और अब हम इसे एक मृत सिद्धांत मानते हैं।"
मार्क आर। क्रुमहोलज़, जो अब प्रिंसटन यूनिवर्सिटी, मैककी और क्लिन में पोस्ट-डॉक्टरेट के साथी हैं, नेचर के 17 अंक में अपने निष्कर्षों की रिपोर्ट करते हैं।
दोनों सिद्धांत यह समझाने की कोशिश करते हैं कि आणविक हाइड्रोजन के ठंडे बादलों में तारे कैसे बनते हैं, शायद 100 प्रकाश वर्ष पूरे होते हैं और हमारे सूर्य के द्रव्यमान का 100,000 गुना होते हैं। इस तरह के बादलों को हबल और स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप द्वारा शानदार रंग में चित्रित किया गया है, फिर भी एक या कई सितारों में बादल के ढहने की गतिशीलता स्पष्ट नहीं है। मैक्कि ने कहा कि आकाशगंगाओं का एक सिद्धांत यह समझने के लिए महत्वपूर्ण है कि आकाशगंगाएँ और आकाशगंगाएँ कैसे बनती हैं।
"स्टार फॉर्मेशन एक बहुत ही समृद्ध समस्या है, जिसमें सूर्य जैसे सितारे कैसे बनते हैं, क्यों बहुत बड़ी संख्या में सितारे बाइनरी स्टार सिस्टम में हैं, और कैसे सूर्य के द्रव्यमान से दस गुना सौ से दस गुना बड़े सितारे हैं," कहा हुआ। "अधिक विशाल सितारे महत्वपूर्ण हैं क्योंकि, जब वे एक सुपरनोवा में विस्फोट करते हैं, तो वे हमारे आस-पास की सामग्री में दिखाई देने वाले अधिकांश भारी तत्वों का उत्पादन करते हैं।"
प्रतिस्पर्धात्मक अभिवृद्धि मॉडल को 1990 के दशक के उत्तरार्ध में गुरुत्वाकर्षण पतन मॉडल के साथ समस्याओं के जवाब में तैयार किया गया था, जिसमें यह बताया गया था कि बड़े सितारों का निर्माण कैसे होता है। विशेष रूप से, सिद्धांत यह नहीं समझा सकता है कि एक बड़े प्रोटॉस्टर से तीव्र विकिरण सिर्फ स्टार की बाहरी परतों को क्यों नहीं उड़ाता है और इसे बड़े होने से रोकता है, भले ही खगोलविदों ने सितारों की खोज की है जो सूर्य के द्रव्यमान का 100 गुना है।
जबकि सिद्धांतकारों, उनमें से मैककी, क्लेन और क्रुमहोलज़ ने इस समस्या को स्पष्ट करने की दिशा में गुरुत्वाकर्षण पतन सिद्धांत को आगे बढ़ाया है, प्रतिस्पर्धी अभिवृद्धि सिद्धांत टिप्पणियों के साथ संघर्ष में तेजी से आया है। उदाहरण के लिए, अभिवृद्धि सिद्धांत यह भविष्यवाणी करता है कि भूरे रंग के बौने, जो विफल तारे हैं, उन्हें थक्कों से बाहर निकाल दिया जाता है और गैस और धूल के अपने घेरने वाले डिस्क को खो देते हैं। हालांकि, पिछले एक साल में, ग्रहों के डिस्क के साथ कई भूरे रंग के बौने पाए गए हैं।
"प्रतियोगी अभिवृद्धि सिद्धांतकारों ने इन टिप्पणियों की अनदेखी की है," क्लेन ने कहा। "किसी भी सिद्धांत का अंतिम परीक्षण यह अच्छी तरह से अवलोकन से सहमत है, और यहाँ गुरुत्वाकर्षण पतन सिद्धांत स्पष्ट विजेता प्रतीत होता है।"
क्रुमहोलज़, मैककी और क्लेन द्वारा उपयोग किया जाने वाला मॉडल आणविक हाइड्रोजन के एक घूमने वाले, अशांत बादल के अंदर गैस के जटिल गतिशीलता का एक सुपर कंप्यूटर सिमुलेशन है क्योंकि यह एक स्टार पर अभिवृद्धि करता है। उनकी दर पर अशांति के प्रभावों का पहला अध्ययन है, जिस पर एक स्टार पदार्थ होता है क्योंकि यह गैस के बादल से गुजरता है, और यह "प्रतिस्पर्धी अभिवृद्धि" सिद्धांत को ध्वस्त करता है।
यूसी सैन डिएगो के सैन डिएगो सुपरकंप्यूटर केंद्र में 256 समानांतर प्रोसेसर को रोजगार देते हुए, उन्होंने यह दिखाने के लिए कि लगभग सही ढंग से स्टार गठन की गतिशीलता का प्रतिनिधित्व करने के लिए लगभग दो सप्ताह तक अपना मॉडल चलाया।
"छह महीने के लिए, हमने उस सिद्धांत को विकसित करने के लिए बहुत, बहुत विस्तृत, उच्च-रिज़ॉल्यूशन सिमुलेशन पर काम किया," क्लेन ने कहा। "फिर, उस सिद्धांत को हाथ में रखते हुए, हमने इसे उन क्षेत्रों के साथ सितारा बनाने के लिए लागू किया, जो एक स्टार बनाने वाले क्षेत्र से चमक सकते हैं।"
मॉडल, जो लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी और एलएलएनएल में सुपर कंप्यूटर पर भी चलाए गए थे, ने दिखाया कि कोर और आस-पास के झुरमुट में अशांति एक प्रोटॉस्टार में द्रव्यमान को जोड़ने से अभिवृद्धि को रोक देगी।
क्लेन ने कहा, "हमने दिखाया है कि अशांति के कारण, एक स्टार आसपास के झुरमुट से अधिक द्रव्यमान को कुशलता से नहीं निकाल सकता है," क्लेन ने कहा। “हमारे सिद्धांत में, एक बार एक कोर ढहने और टुकड़े होने के बाद, उस तारे में मूल रूप से वह सभी द्रव्यमान होता है जो कभी होता है। यदि यह कम द्रव्यमान वाले कोर में पैदा हुआ था, तो यह कम द्रव्यमान वाला तारा होगा। यदि यह एक उच्च द्रव्यमान वाले कोर में पैदा हुआ है, तो यह एक उच्च द्रव्यमान वाला तारा बन सकता है। "
मैककी ने नोट किया कि शोधकर्ताओं के सुपरकंप्यूटर सिमुलेशन से संकेत मिलता है कि प्रतिस्पर्धात्मक अभिवृद्धि छोटे बादलों के लिए बहुत कम अशांति के साथ अच्छी तरह से काम कर सकती है, लेकिन ये शायद ही कभी, अगर कभी भी होते हैं और आज तक नहीं देखे गए हैं। वास्तविक स्टार गठन क्षेत्रों में अभिवृद्धि मॉडल में ग्रहण करने की तुलना में बहुत अधिक अशांति है, और अशांति जल्दी से क्षय नहीं करती है, क्योंकि यह मॉडल अनुमान लगाता है। कुछ अज्ञात प्रक्रियाएं, जो शायद प्रोटोस्टार से बहती हुई होती हैं, गैसों को ऊपर की ओर रखती हैं ताकि कोर जल्दी से न गिरे।
“अशांति गुरुत्वाकर्षण का विरोध करती है; इसके बिना, एक आणविक बादल मनाया जाने की तुलना में कहीं अधिक तेजी से गिर जाएगा, ”क्लेन ने कहा। “दोनों सिद्धांत मानते हैं कि अशांति है। कुंजी है (कि) वहाँ प्रक्रियाएँ चल रही हैं क्योंकि तारे बनने लगते हैं जो अशांति को जीवित रखते हैं और इसे क्षय होने से रोकते हैं। प्रतिस्पर्धी अभिवृद्धि मॉडल के पास इस गणना में लगाने का कोई तरीका नहीं है, जिसका अर्थ है कि वे नए क्षेत्रों का गठन नहीं कर रहे हैं। "
क्लेन, मैककी और क्रुमहोलज़ ने अपने मॉडल को परिशोधित करने के लिए यह समझाने के लिए जारी रखा है कि बड़े प्रोटॉस्टरों से विकिरण सभी उल्लंघनकारी गैस को उड़ाने के बिना कैसे बच जाता है। उदाहरण के लिए, उन्होंने दिखाया है कि कुछ विकिरण, जेट द्वारा बनाई गई गुहाओं के माध्यम से बच सकते हैं, जो कि गठन में कई सितारों के ध्रुवों से बाहर निकलते हैं। मैकके ने कहा कि सिद्धांत के कई पूर्वानुमानों का उत्तर नए और बड़े टेलीस्कोपों द्वारा दिया जा सकता है, विशेष रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका, यूरोपीय और जापानी खगोलविदों के एक संघ द्वारा चिली में बनाए जा रहे संवेदनशील, उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले एएलएमए टेलीस्कोप का।
कार्य को राष्ट्रीय वैमानिकी और अंतरिक्ष प्रशासन, राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन और ऊर्जा विभाग द्वारा समर्थित किया गया था।
मूल स्रोत: UC बर्कले न्यूज़ रिलीज़
