अपने तारे की राख से जन्मा एक ग्रह

जब सूर्य जैसे किसी तारे का ईंधन ख़त्म हो जाता है, तो वह फूलकर एक दानव तारा बन जाता है, अपनी बाहरी परतें अंतरिक्ष में उड़ा देता है और पीछे एक श्वेत वामन छोड़ जाता है: एक सघन, धीरे-धीरे ठंडा होता केंद्र। कई श्वेत वामनों के वायुमंडल में भारी तत्व दिखते हैं, जिन्हें कुछ ही दिनों में नीचे डूबकर नज़रों से ओझल हो जाना चाहिए। इसकी व्याख्या अब अच्छी तरह स्थापित है: वे बिखरे हुए ग्रहीय पिंडों का मलबा निगल रहे हैं। यह मलबा अलग-अलग होता है, लेकिन कुल मिलाकर हमारे अपने सौरमंडल की चट्टानों जैसा दिखता है।

ग्रह आम तौर पर अपने तारे के साथ ही, उसके चारों ओर गैस और धूल की तश्तरी (डिस्क) में बनते हैं। ये पहली पीढ़ी के ग्रह हैं। सिद्धांततः कोई ग्रह अपने तारे के मरने के बाद भी, तारे के फेंके गए पदार्थ से बन सकता है। पल्सरों के आसपास के ग्रहों को आम तौर पर इसी दूसरी पीढ़ी का माना जाता है। किसी श्वेत वामन के आसपास अब तक ऐसा कोई ग्रह नहीं पहचाना गया था।

सौ अनसुलझी रेखाएँ

HS 0209+0832 एक गर्म, युवा श्वेत वामन है, जिसकी सतह लगभग 35,800 डिग्री गर्म है और जिसे ठंडा होते हुए सिर्फ़ लगभग 50 लाख साल हुए हैं, और जो हमसे लगभग 82.6 पारसेक दूर है। यह लंबे समय से अजीब रहा है। इसके हाइड्रोजन वायुमंडल में लगभग 1% हीलियम है, जिसे इस तापमान पर महीनों में नीचे डूब जाना चाहिए। और 1999 में हबल स्पेस टेलीस्कोप द्वारा लिए गए एक पराबैंगनी स्पेक्ट्रम में कार्बन, एल्यूमिनियम, सिलिकॉन, कैल्शियम, टाइटेनियम, निकल और ज़िंक दिखे थे — साथ ही लगभग सौ ऐसी रेखाएँ जिन्हें कोई पहचान नहीं पाया।

वॉरिक विश्वविद्यालय और आठ अन्य संस्थानों के Jamie Williams, Boris Gänsicke और सहयोगियों ने हबल, FUSE पराबैंगनी उपग्रह और वेरी लार्ज टेलीस्कोप के उन संग्रहीत स्पेक्ट्रमों का फिर से विश्लेषण किया। अद्यतन परमाणु आँकड़ों की मदद से ज़्यादातर रहस्यमयी रेखाएँ ताँबे और नायोबियम की निकलीं — अकेले नायोबियम की 62 रेखाएँ। FUSE द्वारा देखे गए 33 अन्य गर्म, प्रदूषित श्वेत वामनों में से किसी में भी नायोबियम नहीं दिखता।

दुर्लभ धातुओं में धनी, चट्टान में ग़रीब

फिर टीम ने हिसाब लगाया कि तारे पर क्या गिर रहा है। कुछ तत्वों को तारे का अपना प्रकाश आंशिक रूप से थामे रखता है, जिससे हिसाब-किताब उलझ जाता है, इसलिए उन्होंने उन तत्वों पर ध्यान दिया जिन पर ऐसा असर नहीं होता। नतीजा किसी ज्ञात श्वेत वामन और किसी उल्कापिंड से मेल नहीं खाता:

लोहे से भारी तत्व — ज़िंक, ताँबा, नायोबियम — भारी मात्रा में समृद्ध हैं। कैल्शियम के सापेक्ष, नायोबियम सूर्य की तुलना में हज़ार गुना से ज़्यादा प्रचुर है।
लोहा पकड़ में नहीं आता, और सिलिकॉन सिर्फ़ अंशों में दिखता है, जबकि ये दोनों मिलकर पृथ्वी के द्रव्यमान का लगभग 48% हैं। लोहे से दोगुने से भी ज़्यादा निकल है, जबकि पृथ्वी में निकल लोहे का लगभग 5% होता है।
नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, फ़ॉस्फ़ोरस और सल्फ़र कम हैं: यह कोई बर्फ़ीला धूमकेतु नहीं है।

मरते तारे की उँगलियों की छाप

जीवन के अंत के क़रीब पहुँचे दानव तारे ब्रह्मांड के उन ज़्यादातर तत्वों को बनाते हैं जो धीमे न्यूट्रॉन ग्रहण यानी “s-प्रक्रिया” से बनते हैं — नायोबियम भी उनमें से एक है। ऐसे तारों के 138 मॉडलों का इस्तेमाल करके लेखक दिखाते हैं कि उनकी हवाएँ नायोबियम और स्ट्रॉन्शियम में सौ गुना तक, निकल, ताँबे और ज़िंक में मध्यम रूप से, और लोहे या सिलिकॉन में बिल्कुल भी समृद्ध नहीं होतीं।

उनका परिदृश्य: मूल तारे का एक नज़दीकी साथी उसके दानव चरण के दौरान निगल लिया गया। तारे का आवरण बाहर फेंका गया और उसने s-प्रक्रिया के तत्वों से भरपूर एक तश्तरी बनाई, जिसमें फिर नवजात श्वेत वामन के क़रीब एक विशाल ग्रह बढ़ा। इसके उलट, किसी सामान्य ग्रह में कोई ज्ञात प्रक्रिया इतना नायोबियम नहीं बना सकती: नायोबियम मापे गए 100 तारों में से, कैल्शियम के सापेक्ष सबसे ऊँचा अनुपात भी यहाँ से 200 गुना से ज़्यादा कम है।

भाप बनता हुआ पकड़ा गया ग्रह

हीलियम भी आ रही है, और चट्टानी पिंड हीलियम नहीं देते। लेखकों का निष्कर्ष है कि श्वेत वामन सबसे संभवतः एक विशाल ग्रह से बाहर निकलते वायुमंडल को खा रहा है, जो उसके तीव्र पराबैंगनी प्रकाश से गर्म हो रहा है।

NASA के TESS उपग्रह के आँकड़े एक सुराग जोड़ते हैं: तंत्र की चमक 4.4 दिन की अवधि के साथ 0.12% बदलती है, जो श्वेत वामनों के सामान्य घूर्णन से कहीं धीमी है। यह 0.044 खगोलीय इकाई पर परिक्रमा कर रहे किसी ग्रह से मेल खाएगा। दो व्याख्याएँ प्रस्तावित हैं: धुँधले दिन वाले हिस्से के साथ एक युवा, अब भी गर्म विशाल ग्रह का दिन-रात चक्र, या भाप बनी गैस की एक धूमकेतु जैसी पूँछ जो तारे के सामने से गुज़रती है — जो यह भी समझा सकती है कि मापी गई हीलियम क्यों बदलती रहती है।

जो अभी मेल नहीं खाता

लेखक कई पहेलियों की ओर इशारा करते हैं। स्ट्रॉन्शियम ग़ायब है: हर मॉडल नायोबियम से ज़्यादा स्ट्रॉन्शियम की भविष्यवाणी करता है, फिर भी यहाँ स्ट्रॉन्शियम सौ गुना से ज़्यादा कम है। नायोबियम तो उनके मॉडलों के सबसे ऊँचे मान से भी ज़्यादा है, और लोहे की तुलना में निकल की अधिकता को समझाना कठिन है। दानव तारों के पदार्थ से समृद्ध कुछ तारे भी स्ट्रॉन्शियम से ज़्यादा नायोबियम दिखाते हैं, जो किसी ऐसी प्रक्रिया की ओर इशारा करता है जिसे मॉडल नहीं पकड़ते; ग्रह के वायुमंडल का रसायन भी तत्वों को फेरबदल कर सकता है। दूसरी पीढ़ी के किसी ग्रह के वायुमंडल का अभी तक किसी ने मॉडल नहीं बनाया है।

यह पिंड अभी एक उम्मीदवार ही है। दूसरे ऐसे पिंड ढूँढने के लिए टीम सुझाव देती है कि गर्म श्वेत वामनों के पराबैंगनी स्पेक्ट्रम में इसी छाप को खोजा जाए: भरपूर कार्बन और s-प्रक्रिया के तत्व। सीसे (लेड) की पहचान मूल तारे की बनावट को पक्का कर देगी।