आपल्या ताऱ्याच्या राखेतून जन्मलेला ग्रह

सूर्यासारख्या ताऱ्याचे इंधन संपले की तो फुगून महाकाय तारा बनतो, आपले बाहेरील थर अवकाशात उडवून देतो आणि मागे श्वेत बटू (white dwarf) सोडतो: एक दाट, हळूहळू थंड होणारा गाभा. अनेक श्वेत बटूंच्या वातावरणात असे जड मूलद्रव्ये दिसतात जी काही दिवसांतच खाली बुडून दिसेनाशी व्हायला हवीत. याचे स्पष्टीकरण आता चांगलेच प्रस्थापित आहे: ते चुराडा झालेल्या ग्रहीय पिंडांचा ढिगारा गिळत असतात. हा ढिगारा वेगवेगळा असतो, पण एकूणच तो आपल्या सूर्यमालेतील खडकांसारखा दिसतो.

ग्रह सहसा आपल्या ताऱ्यासोबतच, त्याच्याभोवतीच्या वायू व धुळीच्या चकतीत तयार होतात. हे पहिल्या पिढीचे ग्रह. तत्त्वतः, एखादा ग्रह त्याचा तारा मेल्यानंतर, ताऱ्याने बाहेर फेकलेल्या द्रव्यापासूनही तयार होऊ शकतो. पल्सारभोवतीचे ग्रह सामान्यतः याच दुसऱ्या पिढीचे मानले जातात. श्वेत बटूभोवती असा एकही ओळखला गेला नव्हता.

शंभर न उलगडलेल्या रेषा

HS 0209+0832 हा एक उष्ण, तरुण श्वेत बटू आहे: पृष्ठभागावर सुमारे 35,800 अंश, थंड होऊ लागून फक्त सुमारे 50 लाख वर्षे झालेली, आपल्यापासून सुमारे 82.6 पार्सेक दूर. तो फार पूर्वीपासून विचित्र आहे. त्याच्या हायड्रोजन वातावरणात सुमारे 1% हेलियम आहे, जे या तापमानावर काही महिन्यांत बुडायला हवे. आणि 1999 मध्ये हबल स्पेस टेलिस्कोपने घेतलेल्या अतिनील वर्णपटात कार्बन, ॲल्युमिनियम, सिलिकॉन, कॅल्शियम, टायटॅनियम, निकेल आणि जस्त दिसले — शिवाय सुमारे शंभर रेषा ज्या कोणालाच ओळखता आल्या नाहीत.

वॉरिक विद्यापीठ आणि इतर आठ संस्थांचे जेमी विल्यम्स (Jamie Williams), बोरिस गेन्सिके (Boris Gänsicke) आणि सहकाऱ्यांनी हबल, FUSE हा अतिनील उपग्रह आणि व्हेरी लार्ज टेलिस्कोप यांच्याकडील संग्रहित वर्णपटांचे पुनर्विश्लेषण केले. अद्ययावत आण्विक माहिती वापरल्यावर, बहुतेक रहस्यमय रेषा तांबे आणि निओबियम यांच्या निघाल्या — एकट्या निओबियमच्या 62 रेषा. FUSE ने निरीक्षिलेल्या इतर 33 उष्ण, प्रदूषित श्वेत बटूंपैकी एकातही निओबियम दिसत नाही.

दुर्मीळ धातूंनी समृद्ध, खडकांनी गरीब

मग ताऱ्यावर नेमके काय पडत आहे याचा संघाने हिशोब मांडला. काही मूलद्रव्ये ताऱ्याच्याच प्रकाशामुळे अंशतः वर धरून ठेवली जातात, ज्यामुळे हिशोब गुंतागुंतीचा होतो, म्हणून त्यांनी तसे न होणाऱ्या मूलद्रव्यांवर लक्ष केंद्रित केले. निकाल कोणत्याही ज्ञात श्वेत बटूशी किंवा कोणत्याही उल्कापाषाणाशी जुळत नाही:

लोहापलीकडील मूलद्रव्ये — जस्त, तांबे, निओबियम — मोठ्या प्रमाणात समृद्ध आहेत. कॅल्शियमच्या तुलनेत, निओबियम सूर्यापेक्षा हजार पटींहून अधिक आहे.
लोह आढळत नाही, आणि सिलिकॉन फक्त अंशमात्र दिसते, तर पृथ्वीच्या वस्तुमानाचा सुमारे 48% भाग हे दोघे मिळून बनवतात. लोहाच्या दुपटीहून अधिक निकेल आहे, तर पृथ्वीवर निकेल लोहाच्या सुमारे 5% इतकेच असते.
नायट्रोजन, ऑक्सिजन, फॉस्फरस आणि सल्फर कमी आहेत: हा बर्फाळ धूमकेतू नाही.

मरणाऱ्या ताऱ्याचा ठसा

आयुष्याच्या अखेरीस आलेले महाकाय तारे विश्वातील मंद न्यूट्रॉन ग्रहणाने — “s-प्रक्रिया” — तयार होणारी बहुतेक मूलद्रव्ये बनवतात, त्यांत निओबियमही आहे. अशा ताऱ्यांच्या 138 प्रारूपांचा वापर करून लेखक दाखवतात की त्यांचे वारे निओबियम आणि स्ट्रॉन्शियममध्ये शंभर पटींपर्यंत, निकेल, तांबे आणि जस्तात मध्यम प्रमाणात समृद्ध होऊ शकतात, आणि लोह किंवा सिलिकॉनमध्ये अजिबात नाही.

त्यांचे परिदृश्य: मूळ ताऱ्याचा एक जवळचा साथीदार त्याच्या महाकाय अवस्थेत गिळला गेला. ताऱ्याचे आवरण बाहेर फेकले गेले आणि त्यातून s-प्रक्रिया मूलद्रव्यांनी समृद्ध चकती तयार झाली, जिथे मग नवजात श्वेत बटूच्या जवळ एक महाकाय ग्रह वाढला. याउलट, सामान्य ग्रहात कोणतीही ज्ञात प्रक्रिया एवढे निओबियम निर्माण करू शकत नाही: निओबियम मोजलेल्या 100 ताऱ्यांपैकी, कॅल्शियमशी सर्वाधिक गुणोत्तरही इथल्यापेक्षा 200 पटींहून अधिक कमी आहे.

बाष्पीभवन होताना पकडलेला ग्रह

हेलियमही येत आहे, आणि खडकाळ पिंड हेलियम पुरवत नाहीत. लेखकांचा निष्कर्ष असा की हा श्वेत बटू बहुधा त्याच्या तीव्र अतिनील प्रकाशाने तापलेल्या महाकाय ग्रहातून निसटणाऱ्या वातावरणावर पोसला जात आहे.

नासाच्या TESS उपग्रहाची माहिती एक सुगावा जोडते: या प्रणालीची तेजस्विता 4.4 दिवसांच्या आवर्तकाळाने 0.12% बदलते, जे श्वेत बटू सहसा फिरतात त्यापेक्षा कितीतरी सावकाश आहे. हे 0.044 खगोलीय एककांवर परिभ्रमण करणाऱ्या ग्रहाशी जुळेल. दोन अर्थ सुचवले आहेत: धूसर दिवस-बाजू असलेल्या, तरुण, अजूनही उष्ण महाकाय ग्रहाचे दिवस-रात्र चक्र, किंवा बाष्पीभवन झालेल्या वायूची धूमकेतूसारखी शेपटी ताऱ्यासमोरून जात असणे — ज्यामुळे मोजलेले हेलियम का बदलते हेही स्पष्ट होऊ शकेल.

अजून काय जुळत नाही

लेखक अनेक कोडी नोंदवतात. स्ट्रॉन्शियम गायब आहे: प्रत्येक प्रारूप निओबियमपेक्षा जास्त स्ट्रॉन्शियमचे भाकीत करते, तरीही इथे स्ट्रॉन्शियम शंभर पटींहून अधिक दुर्मीळ आहे. निओबियम तर त्यांच्या प्रारूपांतील सर्वोच्च मूल्यालाही ओलांडते, आणि लोहापेक्षा निकेलचा अतिरेक स्पष्ट करणे कठीण आहे. महाकाय ताऱ्यांच्या द्रव्याने समृद्ध झालेले काही तारेही स्ट्रॉन्शियमपेक्षा जास्त निओबियम दाखवतात, जे प्रारूपांतून सुटलेल्या एखाद्या प्रक्रियेकडे निर्देश करते; ग्रहाच्या वातावरणातील रसायनशास्त्रही मूलद्रव्यांची फेरमांडणी करत असू शकेल. दुसऱ्या पिढीच्या ग्रहाच्या वातावरणाचे प्रारूप अजून कोणीही तयार केलेले नाही.

हा पिंड अजूनही एक संभाव्य उमेदवार आहे. इतर शोधण्यासाठी, संघ उष्ण श्वेत बटूंच्या अतिनील वर्णपटांत हाच ठसा शोधण्याचे सुचवतो: भरपूर कार्बन आणि s-प्रक्रिया मूलद्रव्ये. शिशाचा शोध लागल्यास मूळ ताऱ्याची घडण नेमकी समजू शकेल.