शेजारच्या थंड बटू ताऱ्यावर गुरूसारखा ध्रुवीय प्रकाश

अतिशीत बटू (ultracool dwarfs) तारे आणि ग्रह यांच्या सीमेवर असतात. या कुटुंबात अतिशय कमी वस्तुमानाचे तारे, तपकिरी बटू आणि ग्रहाएवढ्या वस्तुमानाच्या वस्तू येतात; या सर्व सुमारे 2,700 केल्विनपेक्षा थंड असतात — इतक्या थंड की त्यांच्या वातावरणात संघनित पदार्थ एकत्र येऊन ढगांसारख्या रचना तयार करतात. 2001 मध्ये अशा वस्तूंकडून येणारे रेडिओ उत्सर्जन योगायोगाने सापडले, तेव्हापासून त्याने काही हजार गॉसची चुंबकीय क्षेत्रे उघड केली आहेत. त्यांपैकी सुमारे 15 ते 20% “रेडिओ-प्रबळ” आहेत.

त्यांच्या रेडिओ संकेताचे अनेकदा दोन भाग असतात: एक स्थिर, “शांत” प्रकाश, आणि परिभ्रमणासोबत फिरणारे, तीव्र वर्तुळाकार ध्रुवीकरण असलेले तेजस्वी स्पंद. हे स्पंद इलेक्ट्रॉन सायक्लोट्रॉन मेझर अस्थिरता (electron cyclotron maser instability) नावाच्या प्रक्रियेमुळे होतात असे मानले जाते — हीच प्रक्रिया गुरू आणि शनीच्या रेडिओ ध्रुवीय प्रकाशाला ऊर्जा पुरवते.

गुरूवरील ध्रुवीय प्रकाशाचे दोन प्रकार

गुरूवर रेडिओ ध्रुवीय प्रकाश दोन मुख्य स्रोतांतून येतो. एक म्हणजे मुख्य अंडाकृती वलय (main oval), प्रत्येक चुंबकीय ध्रुवाभोवतीचे ध्रुवीय प्रकाशाचे वलय; ग्रहासोबत फिरणाऱ्या प्लाझ्माच्या चकतीशी जोडलेल्या विद्युतप्रवाहांमुळे ते टिकून राहते. दुसरा स्रोत ग्रहाचे चंद्र, आणि त्यांतही प्रामुख्याने आयो: हा चंद्र गुरूच्या चुंबकीय प्लाझ्मामधून फिरताना, त्याला ग्रहाशी जोडणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्ररेषांवरून विद्युतप्रवाह चालवतो. यांना सक्रिय क्षेत्ररेषा (active field lines) म्हणतात.

LSPM J0036+1821 हा 8.7 पार्सेक (सुमारे 28 प्रकाशवर्षे) दूर असलेला L-प्रकारचा बटू 2002 पासून रेडिओ लहरी सोडतो हे माहीत आहे. 2008 मधील एका अभ्यासात त्याचे स्पंद साधारण दर 3.08 तासांनी पुनरावृत्त होतात हे आधीच आढळले होते. त्याआधीच्या प्रतिमांमधून एखादा सोबती असण्याची शक्यताही सुचवली गेली होती, पण ती कधीच निश्चित झाली नाही.

तीन वर्षे कान देऊन ऐकणे

व्हॅलेन्सिया विद्यापीठातील D. Martín-Carrero, J.C. Guirado आणि सहकाऱ्यांनी, माद्रिदमधील खगोलजीवशास्त्र केंद्र, ट्रिनिटी कॉलेज डब्लिन, लोवेल वेधशाळा, अमेरिकन म्युझियम ऑफ नॅचरल हिस्टरी आणि कोलोरॅडो विद्यापीठ येथील भागीदारांसोबत, 2019 ते 2023 मधील निरीक्षणे एकत्र केली:

• 7 डिसेंबर 2021 रोजी Very Large Array द्वारे 8–12 GHz वर 8.7 तासांचे एक सत्र;
• दूरदूरच्या रेडिओ तबकड्या एकत्र जोडून बनवलेल्या दोन जाळ्यांद्वारे, European VLBI Network आणि Very Long Baseline Array, अनेक लहान सत्रे;
• TESS उपग्रहाद्वारे दृश्य प्रकाशातील देखरेख.

प्रत्येक कालखंडात स्रोत एकाच बिंदूसारखा दिसतो. सर्वांत स्पष्ट प्रतिमांनुसार उत्सर्जन करणारा प्रदेश सुमारे 0.025 खगोलीय एककांपेक्षा लहान आहे.

रेडिओ स्पंदांशी सर्वोत्तम जुळणारी भूमिती: प्रत्येक चुंबकीय ध्रुवाभोवती ध्रुवीय प्रकाशाचे मुख्य अंडाकृती वलय (निळसर) आणि एक सक्रिय क्षेत्ररेषा (जांभळी), प्रत्येकी पोकळ शंकूंमध्ये रेडिओ लहरी सोडते. प्रमाणानुसार नाही. — Figure 7, Martín-Carrero et al. (2026), arXiv:2610.09854.

सेकंदापर्यंत मोजलेले घड्याळ

रेडिओ स्पंदांवरून परिभ्रमण काळ 3.07941 ± 0.00020 तास मिळतो; TESS च्या दृश्य प्रकाशावरून 3.07908 ± 0.00038 तास मिळतो. दोन्ही जुळतात, सुमारे एका सेकंदाच्या अचूकतेने. लेखकांच्या मते, फारच थोड्या अतिशीत बटूंचे परिभ्रमण रेडिओ आणि दृश्य प्रकाश या दोन्हींत इतक्या अचूकतेने मोजले गेले आहे.

स्पंदांचा आकार वर्षानुवर्षे आणि वेगवेगळ्या उपकरणांमध्ये तसाच राहतो. एका वर्तुळाकार ध्रुवीकरणात प्रत्येक परिभ्रमणात दोन शिखरे असतात, त्यातील एक दुसऱ्यापेक्षा प्रबळ असते; विरुद्ध ध्रुवीकरणात, त्यांच्या मधोमध एकच शिखर असते. उत्सर्जन 12 GHz पर्यंत खंडित होत नाही, याचा अर्थ चुंबकीय क्षेत्र 4.3 किलोगॉसपेक्षा जास्त आहे.

एक वलय, एक सक्रिय रेषा

केवळ मुख्य अंडाकृती वलय किंवा केवळ सक्रिय क्षेत्ररेषा यांपैकी कोणतेही एक स्पंदांची हुबेहूब निर्मिती करत नाही: प्रत्येकातून सममित प्रकाशवक्र मिळतात. म्हणून चमूने गुरूपासून प्रेरित एक संकरित प्रारूप बसवले:

• मुख्य अंडाकृती वलय एक स्थिर योगदान देते, ज्यात दुर्बल शिखराचा बहुतांश भाग येतो;
• एकच सक्रिय क्षेत्ररेषा प्रबळ, बदलणारे शिखर आणि विरुद्ध ध्रुवीकरणातील स्पंद निर्माण करते.

या जुळवणीनुसार चुंबकीय अक्ष परिभ्रमण अक्षापासून फक्त सुमारे 3.6 अंश झुकलेला आहे, आणि तो जवळजवळ विषुववृत्ताच्या दिशेने दिसतो.

8.7 तासांच्या सत्रात, एक शिखर सुमारे 600 वरून 300 मायक्रोजान्स्कीपर्यंत मंदावले, तर दुसरे सुमारे 150 वरून 350 पर्यंत वाढले. अगदी सूक्ष्म बदल हा झोपाळ्यासारखा खेळ स्पष्ट करतात: एकतर उत्सर्जन शंकूचा उघडण्याचा कोन अंशाच्या एका अंशाने बदलतो, किंवा सक्रिय रेषा एका परिभ्रमणापासून दुसऱ्यापर्यंत रेखांशात सुमारे 7 ते 8 अंश सरकते. हाच झोपाळा 2008 च्या माहितीतही, म्हणजे सुमारे 15 वर्षे आधी, दिसतो.

एखादा लपलेला सोबती?

गुरूवर, सरकणारी सक्रिय रेषा ही ग्रहाभोवती फिरणाऱ्या आयोची खूण असते. इथे, एखादा जवळचा सोबती — बटूच्या काही त्रिज्यांच्या आत — हीच भूमिका बजावू शकतो. पण लेखक भर देऊन सांगतात की इतर परिस्थिती कोणत्याही सोबत्याशिवायही लागू पडतात, उदाहरणार्थ फिरणाऱ्या प्लाझ्मा टॉरसमध्ये अडकलेले वायू आणि धुळीचे पुंजके, किंवा अधिक गुंतागुंतीचे चुंबकीय क्षेत्र. आधी नोंदवलेला, सुमारे 0.78 खगोलीय एकक अंतरावरचा संभाव्य सोबती रेडिओमध्ये आढळला नाही (21 मायक्रोजान्स्कीपेक्षा कमी) आणि तसाही तो आयोसारख्या परस्परक्रियेसाठी खूप दूर असेल. अधिक दीर्घ आणि अधिक व्यापक रेडिओ मोहिमा या परिस्थितींमधील फरक स्पष्ट करू शकतील.