वायूची दोन वलये असलेला एक श्वेत बटू

अनेक ग्रहमाला आपल्या ताऱ्यापेक्षा जास्त काळ टिकतात. तारा श्वेत बटू (white dwarf) बनतो — म्हणजे मागे उरलेला घनदाट अवशेष — तेव्हा त्याच्याभोवती धुळीच्या चकत्या तयार होऊ शकतात, आणि त्याच्यावर कोसळणारे ग्रहीय अवशेष त्याच्या वातावरणात रासायनिक खुणा सोडतात. यांपैकी काही चकत्यांमध्ये वायूही असतो. तो वायू नेमक्या तरंगलांबींवर चमकतो, बहुतेक वेळा कॅल्शियमच्या अवरक्त रेषांच्या एका त्रिकुटात. आतापर्यंत माहीत असलेल्या वायूच्या सर्व 21 चकत्यांमध्ये प्रत्येक रेषेचा आकार सारखाच आहे: दोन शिखरे.

फिरणारे वलय दोन शिखरे का रेखाटते

तिरप्या कोनातून दिसणाऱ्या वायूच्या चकतीची एक बाजू आपल्याकडे येत असते आणि दुसरी दूर जात असते. डॉपलर परिणामामुळे जवळ येणाऱ्या बाजूचा प्रकाश किंचित कमी तरंगलांबीकडे सरकतो, आणि दूर जाणाऱ्या बाजूचा प्रकाश जास्त तरंगलांबीकडे. प्रत्येक रेषा दोन शिखरांमध्ये विभागली जाते, आणि वायू जितक्या वेगाने कक्षेत फिरतो तितकी ती शिखरे एकमेकांपासून दूर असतात — आणि Kepler च्या नियमांनुसार, ताऱ्याच्या जितके जवळ, तितक्या वेगाने वायू फिरतो.

बाविसावी चकती

University of Trieste आणि INAF च्या Trieste Astronomical Observatory मधील Nicola Pietro Gentile Fusillo आणि Warwick, Valparaíso, London आणि Kiel येथील त्यांच्या सहकाऱ्यांच्या लक्षात आले की WD J1328−1450 हा श्वेत बटू, एखाद्या उघड्या ताऱ्याने द्यायला हवा त्यापेक्षा जास्त अवरक्त प्रकाश देतो: उबदार धुळीचे हे लक्षण आहे. त्यांनी European Southern Observatory च्या Very Large Telescope वरील X-shooter वर्णपटमापकाने 2021 मध्ये आणि पुन्हा 2023 मध्ये त्याचे निरीक्षण केले.

या ताऱ्याचे वस्तुमान सूर्याच्या 0.47 पट आहे, आणि ते सूर्याच्या त्रिज्येच्या 1.5% त्रिज्येच्या गोळ्यात दाटलेले आहे. त्याच्या वातावरणातील कॅल्शियम, मॅग्नेशियम आणि सिलिकॉन दाखवतात की तो ग्रहीय पदार्थ गिळत आहे. पण त्याच्या कॅल्शियम आणि ऑक्सिजनच्या रेषांमध्ये दोनऐवजी चार शिखरे आहेत.

WD J1328−1450 च्या कॅल्शियमच्या तीन रेषा (a), प्रत्येकीला चार शिखरे, विरुद्ध वायूच्या चकतीचा आदर्श नमुना असलेल्या SDSS J1228+1040 च्या नेहमीच्या दोन शिखरांच्या रेषा (b). — आकृती 1, Gentile Fusillo et al. (2026), arXiv:2610.37773.

दोन वलये आणि एक फट

चमूने या रेषा वायूच्या दोन सपाट वलयांच्या साहाय्याने पुन्हा निर्माण केल्या, एक दुसऱ्याच्या आत. सौर त्रिज्येत — म्हणजे सूर्याच्या त्रिज्येच्या एककात — मोजल्यास, आतले वलय 0.14 ते 0.34 पर्यंत पसरलेले आहे, बाहेरचे 0.54 ते 1.93 पर्यंत, आणि त्यांच्यामध्ये एक रिकामी फट आहे. आतली कडासुद्धा ताऱ्याच्या स्वतःच्या त्रिज्येच्या सुमारे नऊ पट अंतरावर आहे.

आतल्या वलयाची दोन शिखरे एकमेकांपासून सुमारे 1,024 किलोमीटर प्रति सेकंद अंतरावर आहेत, बाहेरच्या वलयाची सुमारे 420: आतला वायू अधिक वेगाने फिरतो. सुमारे दोन वर्षांत रेषांचे आकार जवळजवळ बदलले नाहीत: वलये स्थिर आहेत.

चमकणारा कॅल्शियम वायू वरून, प्रमाणबद्ध: आतले वलय A, बाहेरचे वलय B आणि फट. वर डावीकडील पट्टी एका सौर त्रिज्येएवढी आहे; जितका गडद लाल रंग तितका वायू अधिक तेजस्वी. — आकृती 3, Gentile Fusillo et al. (2026), arXiv:2610.37773.

मॅग्नेशियम फक्त आतल्या बाजूला

मॅग्नेशियमच्या एका रेषेला फक्त दोनच शिखरे आहेत: ती केवळ आतल्या वलयातून येते. बाहेरच्या वलयात कॅल्शियमच्या तुलनेत आतल्या वलयाइतके मॅग्नेशियम असते, तर त्याची शिखरे गोंगाटाच्या (noise) पातळीच्या सहा पटीपेक्षा जास्त उठून दिसली असती. ती दिसत नाहीत. मॅग्नेशियम आणि कॅल्शियम यांचे गुणोत्तर एखाद्या पदार्थाची ठसा-ओळख ठरते: कॉन्ड्राइट (chondrites) या दगडी उल्कांच्या कुटुंबात सुमारे 5 ते 15, पृथ्वीच्या प्रावरणात (mantle) सुमारे 8, तिच्या कवचात सुमारे 1.6. ही दोन वलये बहुधा वेगवेगळ्या मूळ पिंडांपासून आली आहेत — किंवा अशा एकाच पिंडाच्या वेगवेगळ्या थरांपासून, जो मॅग्नेशियम-समृद्ध प्रावरण आणि मॅग्नेशियम-अल्प कवच अशा थरांमध्ये विभागला गेला होता.

प्रत्येक वलयाला काहीतरी पुरवठा करत असले पाहिजे

अशा चकतीतील वायू पसरतो, पण तो बाहेरच्या दिशेने सरकत असताना सुमारे 1,200–1,500 केल्विनखाली थंड झाला की पुन्हा कणांमध्ये घनीभूत होतो: प्रत्येक वलय जिथे त्याचा वायू तयार होतो त्याच्या आसपासच राहते. मग दोन वेगवेगळ्या ठिकाणी वायू कशामुळे तयार होतो? चकतीच्या आतल्या कडेला बाष्पीभवन होणारी धूळ फट निर्माण करू शकत नाही; धुळीचा चुरा करणाऱ्या टकरींसाठी फक्त फटीच्या आतच काम करणाऱ्या एखाद्या अज्ञात ब्रेकची गरज भासेल.

वेगळे ओळखता न येण्याइतके जवळ असलेले दोन श्वेत बटू? Gaia ला एकच तारा दिसतो, आणि मुळात फक्त 0.067% श्वेत बटूंभोवती वायूची चकती असते: एकाच वेळी दोन असणे फारच अशक्यप्राय ठरेल. फट साफ करणारा एखादा ग्रह? फटीजवळ टिकू शकणारा सर्वात मोठा लोखंडी पिंड, 440 किलोमीटर व्यासाचा, असला तरी त्याचे गुरुत्व गरम वायू धरून ठेवण्यासाठी खूपच कमी पडेल, असे लेखक गणनेतून दाखवतात — आणि दोन्ही बाजूंच्या दोन वलयांमध्ये वायू कसा तयार होतो हेही त्याने स्पष्ट होणार नाही.

त्याऐवजी लेखक SDSS J1228+1040 कडे वळतात, जिथे साधारण दर दोन तासांनी पुनरावृत्ती होणाऱ्या एका संकेताचे स्पष्टीकरण फक्त चकतीच्या आत असलेला एक घनदाट घन पिंडच देऊ शकतो, जो धुळीशी आंतरक्रिया करताना वायू निर्माण करतो. त्यांचा प्रस्ताव: प्रत्येक वलयात असा एक ग्रहाणू (planetesimal) — ज्यांच्यापासून ग्रह बनतात त्या प्रकारचा एक छोटा घन पिंड.

टिकून राहणारा पिंड किती मोठा असू शकतो?

ताऱ्याच्या इतक्या जवळ, गुरुत्व एखाद्या पिंडाच्या जवळच्या बाजूला दूरच्या बाजूपेक्षा जास्त जोराने ओढते आणि त्याचे तुकडे करू शकते. कोणतीही अंतर्गत ताकद नसलेल्या पिंडाला कोणत्याही ज्ञात पदार्थापेक्षा जास्त घनतेची गरज भासेल: आतल्या वलयाच्या आतल्या कडेवर किमान 3,600 ग्रॅम प्रति घन सेंटीमीटर. म्हणून टिकून राहिलेल्या दोन्ही पिंडांमध्ये अंतर्गत ताकद असली पाहिजे. लोखंडाची घनता आणि सूर्यमालेतील खडकाळ पिंडांची ताकद गृहीत धरल्यास, आतला पिंड जास्तीत जास्त, त्याच्या वलयाच्या आतल्या कडेवर 45 किलोमीटर आणि बाहेरच्या कडेवर 172 किलोमीटर व्यासाचा असू शकतो — एखादा सामान्य लघुग्रह. बाहेरचा त्याच्या वलयाच्या आतल्या कडेवर 346 किलोमीटर आणि बाहेरच्या कडेवर 2,340 किलोमीटरपर्यंत पोहोचू शकतो, आणि बाहेरच्या कडेवर एखादा खडकाळ पिंड सुमारे 3,500 किलोमीटर: सेरेसच्या आकारापासून प्लूटोच्या, किंवा अगदी चंद्राच्या आकारापर्यंत.

एखादी सावलीसुद्धा फटीचा आभास निर्माण करू शकते

एक पर्याय अजून खुला आहे: एकच चकती, जिची फुगलेली आतली कड 0.34 ते 0.54 सौर त्रिज्यांमधील भागावर सावली टाकते. आतले वलय बाहेरच्या दिशेने मंद का होते आणि बाहेरचे वलय तेजस्वी का होते, हेही त्यातून स्पष्ट होईल. पण इतर कोणताही श्वेत बटू, किंवा वायूची चकती असलेला कोणताही तरुण तारा, चार शिखरे दाखवत नाही — अगदी WD J0846+5703 सुद्धा नाही, जिची धुळीची चकती तिच्या ताऱ्याच्या तुलनेत दुपटीपेक्षा जास्त तेजस्वी आहे. लेखकांना अशा सावलीचा कोणताही थेट पुरावा सापडत नाही, आणि ती फक्त इथेच का दिसावी याचे कोणतेही कारण सापडत नाही.

चकतीचे अनेक आकार धुळीशी तितकेच चांगले जुळतात. आणि ताऱ्याचा सर्वसाधारण भक्षण-दर अशा तरुण चकतीसाठी जागा सोडतो, जिला कदाचित फक्त 300,000 ते 600,000 वर्षेच पुरवठा झाला आहे आणि जी सुरुवातीच्या अस्ताव्यस्त अवस्थेत आहे.

ग्रहाच्या आयुष्याच्या दोन्ही टोकांना वलये

फटींनी वेगळी झालेली वलये आदिग्रहीय चकत्यांमध्ये (protoplanetary discs) — जिथे तरुण ताऱ्यांभोवती ग्रह जन्मतात — परिचित दृश्य आहे. आकारमान आणि मध्यवर्ती तारा यांत यापेक्षा जास्त फरक असणे क्वचितच शक्य आहे. तरीही, लेखक लिहितात, WD J1328−1450 असे सुचवतो की ग्रहमालांना त्यांच्या जन्माच्या वेळी आणि अगदी शेवटीही, सारख्याच प्रक्रिया आकार देत असाव्यात.