गैस के दो वलयों वाला एक श्वेत वामन

कई ग्रह-तंत्र अपने तारे से अधिक जीते हैं। जब तारा एक श्वेत वामन (white dwarf) — पीछे छूटा घना अवशेष — बन जाता है, तो उसके चारों ओर धूल की चकतियाँ बन सकती हैं, और उस पर गिरता ग्रहीय मलबा उसके वायुमंडल में रासायनिक निशान छोड़ता है। इनमें से कुछ चकतियों में गैस भी होती है। वह गैस सटीक तरंगदैर्घ्यों पर चमकती है, अक्सर कैल्शियम की तीन अवरक्त रेखाओं की एक तिकड़ी में। अब तक ज्ञात सभी 21 गैस-चकतियों में हर रेखा का आकार एक जैसा है: दो शिखर।

घूमता वलय दो शिखर क्यों बनाता है

तिरछे कोण से देखी गई गैस-चकती का एक भाग हमारी ओर आ रहा होता है और दूसरा दूर जा रहा होता है। डॉप्लर प्रभाव पास आते भाग के प्रकाश को थोड़े छोटे तरंगदैर्घ्यों की ओर, और दूर जाते भाग के प्रकाश को लंबे तरंगदैर्घ्यों की ओर खिसका देता है। हर रेखा दो शिखरों में बँट जाती है, जो गैस के तेज़ परिक्रमा करने पर और दूर होते हैं — और तारे के जितना पास, गैस उतनी तेज़ परिक्रमा करती है, जैसा केप्लर के नियम माँगते हैं।

बाईसवीं चकती

ट्रिएस्ट विश्वविद्यालय और INAF की ट्रिएस्ट खगोलीय वेधशाला के Nicola Pietro Gentile Fusillo और वारविक, वालपराइसो, लंदन और कील के उनके सहयोगियों ने देखा कि श्वेत वामन WD J1328−1450 किसी अकेले तारे से जितना होना चाहिए, उससे अधिक अवरक्त प्रकाश छोड़ता है: गर्म धूल का एक संकेत। उन्होंने यूरोपियन सदर्न ऑब्ज़र्वेटरी के वेरी लार्ज टेलीस्कोप पर लगे X-shooter स्पेक्ट्रोग्राफ़ से इसका प्रेक्षण किया, 2021 में और फिर 2023 में।

इस तारे का द्रव्यमान सूर्य का 0.47 गुना है, जो सूर्य की त्रिज्या के 1.5% वाले एक गोले में समाया है। इसके वायुमंडल में कैल्शियम, मैग्नीशियम और सिलिकॉन दिखाते हैं कि यह ग्रहीय पदार्थ निगल रहा है। पर इसकी कैल्शियम और ऑक्सीजन रेखाओं में दो की जगह चार शिखर हैं।

WD J1328−1450 की तीन कैल्शियम रेखाएँ (a), हर एक चार शिखरों वाली, मूल-आदर्श गैस-चकती SDSS J1228+1040 की सामान्य दो-शिखरी रेखाओं (b) के सामने। — चित्र 1, Gentile Fusillo et al. (2026), arXiv:2610.37773.

दो वलय और एक दरार

टीम ने इन रेखाओं को गैस के दो चपटे वलयों से दोहराया, एक दूसरे के भीतर। सौर त्रिज्या — सूर्य की त्रिज्या — में मापने पर भीतरी वलय 0.14 से 0.34 तक फैला है, बाहरी 0.54 से 1.93 तक, और बीच में एक ख़ाली दरार है। भीतरी किनारा भी तारे की अपनी त्रिज्या से लगभग नौ गुना दूर है।

भीतरी वलय के दो शिखर लगभग 1,024 किलोमीटर प्रति सेकंड के अंतर पर हैं, बाहरी वलय के लगभग 420 पर: भीतरी गैस तेज़ परिक्रमा करती है। लगभग दो वर्षों में रेखाओं के आकार मुश्किल से बदले: वलय स्थिर हैं।

ऊपर से देखी गई चमकती कैल्शियम गैस, पैमाने के अनुसार: भीतरी वलय A, बाहरी वलय B और दरार। ऊपर बाईं ओर की पट्टी एक सौर त्रिज्या है; गहरा लाल यानी अधिक चमकीली गैस। — चित्र 3, Gentile Fusillo et al. (2026), arXiv:2610.37773.

मैग्नीशियम केवल भीतर

मैग्नीशियम की एक रेखा के केवल दो शिखर हैं: यह केवल भीतरी वलय से आती है। अगर बाहरी वलय में, कैल्शियम के सापेक्ष, उतना ही मैग्नीशियम होता जितना भीतरी में, तो उसके शिखर शोर-स्तर के छह गुना से भी अधिक ऊँचे उभरते। वे नदारद हैं। मैग्नीशियम और कैल्शियम का अनुपात किसी पदार्थ की पहचान होता है: कॉन्ड्राइट्स (पथरीले उल्कापिंडों का एक परिवार) में लगभग 5 से 15, पृथ्वी के मैंटल में लगभग 8, उसकी पर्पटी में लगभग 1.6। दोनों वलय शायद अलग-अलग जनक पिंडों से आते हैं — या एक ही पिंड की अलग-अलग परतों से, जो मैग्नीशियम-समृद्ध मैंटल और मैग्नीशियम-विरल पर्पटी में बँट चुका था।

हर वलय को कुछ न कुछ खिलाता होगा

ऐसी चकती में गैस फैलती है, पर जैसे ही वह बाहर की ओर बहती है और लगभग 1,200–1,500 केल्विन से नीचे ठंडी होती है, फिर से कणों में संघनित हो जाती है: हर वलय वहीं के पास रहता है जहाँ उसकी गैस बनती है। तो दो अलग-अलग जगहों पर गैस कौन बनाता है? चकती के भीतरी किनारे पर वाष्पित होती धूल कोई दरार नहीं छोड़ सकती; धूल को पीसते टकरावों को एक ऐसे अज्ञात ब्रेक की ज़रूरत होगी जो केवल दरार के भीतर काम करे।

क्या ये दो श्वेत वामन हैं, जो अलग पहचाने न जा सकें इतने पास हैं? Gaia एक ही तारा देखता है, और केवल 0.067% श्वेत वामनों के पास गैस-चकती होती है: एक साथ दो का होना बहुत ही असंभाव्य होगा। क्या कोई ग्रह दरार को साफ़ कर रहा है? लेखकों की गणना के अनुसार, दरार के पास बच सकने वाला सबसे बड़ा लौह पिंड भी, 440 किलोमीटर चौड़ा, गर्म गैस को थामने के लिए बहुत ही कम गुरुत्व रखेगा — और यह नहीं समझाएगा कि दोनों ओर के दो वलयों में गैस कैसे बनती है।

इसकी जगह लेखक SDSS J1228+1040 की ओर मुड़ते हैं, जहाँ लगभग हर दो घंटे में दोहराया जाने वाला एक संकेत केवल चकती के भीतर एक घने ठोस पिंड से समझाया जा सकता है, जो धूल से अंतःक्रिया करते हुए गैस बनाता है। उनका प्रस्ताव: हर वलय में ऐसा एक ग्रहाणु (planetesimal) — उस तरह का छोटा ठोस पिंड जिससे ग्रह बनते हैं।

कोई बचा हुआ पिंड कितना बड़ा हो सकता है?

तारे के इतने पास, गुरुत्व किसी पिंड के निकट वाले भाग को दूर वाले भाग से अधिक ज़ोर से खींचता है और उसे चीर सकता है। बिना आंतरिक मज़बूती वाले पिंड को किसी भी ज्ञात पदार्थ से अधिक घनत्व चाहिए होगा: भीतरी वलय के भीतरी किनारे पर कम से कम 3,600 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर। इसलिए दोनों बचे हुए पिंडों में आंतरिक मज़बूती होनी चाहिए। लोहे के घनत्व और सौरमंडल के पथरीले पिंडों की मज़बूती के साथ, भीतरी पिंड अपने वलय के भीतरी किनारे पर अधिकतम 45 किलोमीटर और बाहरी किनारे पर 172 किलोमीटर चौड़ा हो सकता है — एक सामान्य क्षुद्रग्रह। बाहरी पिंड अपने वलय के भीतरी किनारे पर 346 किलोमीटर और बाहरी किनारे पर 2,340 किलोमीटर तक पहुँच सकता है, और बाहरी किनारे पर एक पथरीला पिंड लगभग 3,500 किलोमीटर तक: सेरीस के आकार से प्लूटो के आकार तक, या चंद्रमा तक भी।

एक छाया दरार की नक़ल कर सकती है

एक विकल्प अभी खुला है: एक अकेली चकती, जिसका फूला हुआ भीतरी किनारा 0.34 और 0.54 सौर त्रिज्या के बीच के क्षेत्र पर छाया डालता है। यह यह भी समझाएगा कि भीतरी वलय बाहर की ओर मंद क्यों होता है जबकि बाहरी वलय चमकीला होता जाता है। पर कोई और श्वेत वामन, न ही गैस-चकती वाला कोई युवा तारा, चार शिखर दिखाता है — WD J0846+5703 भी नहीं, जिसकी धूल-चकती अपने तारे के सापेक्ष दोगुनी से भी अधिक चमकीली है। लेखकों को ऐसी छाया का कोई प्रत्यक्ष प्रमाण नहीं मिलता, और न ही कोई कारण कि वह केवल यहीं क्यों दिखे।

कई चकती-आकार धूल से समान रूप से अच्छी तरह मेल खाते हैं। और तारे की कोई ख़ास नहीं अभिवृद्धि-दर एक युवा चकती की गुंजाइश छोड़ती है, जिसे शायद केवल 300,000 से 600,000 वर्षों से पोषण मिल रहा हो, एक अराजक प्रारंभिक अवस्था में।

ग्रह के जीवन के दोनों छोरों पर वलय

दरारों से अलग हुए वलय आदि-ग्रहीय चकतियों (protoplanetary discs) में एक जाना-पहचाना दृश्य हैं, जहाँ युवा तारों के चारों ओर ग्रह जन्म लेते हैं। पैमाना और केंद्रीय तारा इससे अधिक भिन्न शायद ही हो सकते थे। फिर भी लेखकों के शब्दों में, WD J1328−1450 संकेत देता है कि मिलती-जुलती प्रक्रियाएँ ग्रह-तंत्रों को उनके जन्म पर भी और उनके बिल्कुल अंत में भी आकार दे सकती हैं।