اک چھِلیا ہویا تارا، اک لُکیا ہویا ساتھی، 4.2 گھنٹیاں دا مدار

آکاش گنگا (Milky Way) توں باہر، نکے میجیلانی بدل (Small Magellanic Cloud) وچ، اک نکا، بہت گرم تارا اک اجیہے ساتھی دوالے ہر 4 گھنٹے تے 10 منٹاں وچ اک چکر پورا کردا اے جو کوئی روشنی نہیں چھڈدا۔ ایہدا ناں DGL-3 اے، تے ایہدا لُکیا ہویا ساتھی سب توں ودھ امکان نال اک نیوٹرون تارا (neutron star) اے، یعنی اوہ حدوں ودھ گھنا، ڈھیہ پیا مرکز جو کسے بھارے تارے دے پھٹن مگروں بچ جاندا اے۔

اک تارا جیہدیاں باہرلیاں تہاں لاہ دتیاں گئیاں

DGL-3 اک چھِلیا ہویا تارا (stripped star) اے: ایہنے اک ساتھی نال کھچ دھروہ وچ اپنا ہائیڈروجن نال بھریا باہرلا غلاف گوا دتا اے۔ جو بچیا اے اوہ سنگھنا، گرم تے ہائیڈروجن وچ تھوڑا اے، تے اپنے مرکز وچ ہیلیم ساڑدا اے۔

کمیت: لگ بھگ سورج دی 3.4 گُنا، ایہدی چمک توں اندازہ لایا گیا، بہت اِک پاسڑ گنجائش نال (2.96 توں 7.72 سورجی کمیت)۔
رداس: لگ بھگ سورج دا 0.77 گُنا؛ سطح دا درجہ حرارت: لگ بھگ 71,000 کیلون؛ ہائیڈروجن: ایہدی سطح دا صرف 10%۔

ایس «درمیانی» کمیت والے تارے اینے بھارے ہوندے نیں کہ اوہناں دا مرکز ڈھیہ کے نیوٹرون تارا بن جاندا اے، پر اینے بھارے نہیں کہ بلیک ہول بنا سکن۔ موجودہ ماڈلاں وچ، نیوٹرون تاریاں دے اوہ جوڑے جو رلن لئی کافی تنگ ہون — کشش ثقل دیاں لہراں (gravitational waves) چھڈدے ہوئے گھمدے گھمدے اک دوجے ول آ کے — پہلاں بالکل ایسے مرحلے وچوں لنگھدے نیں: اک نیوٹرون تارا جو اک چھِلے ہوئے تارے دوالے گھمدا اے۔ ایہہ مرحلہ پہلاں کدی سدھا نہیں ویکھیا گیا سی، تے رلن دیاں پیش گوئی کیتیاں شرحاں کئی درجیاں (orders of magnitude) تیکر کھلریاں ہوئیاں نیں۔

اک اجیہے ساتھی نوں تولنا جو چمکدا نہیں

ٹیم نے 2019 تے 2022 وچکار چلی (Chile) وچ 6.5 میٹر والی Magellan دُوربین نال 38 سپیکٹرا اکٹھے کیتے۔ تارے دیاں سپیکٹرل لکیراں — ایہدی روشنی وچ پکے پکے رنگاں اُتے ہنیریاں لکیراں — جدوں ایہہ ساڈے ول آؤندا اے تے نیلے ول کھسکدیاں نیں تے جدوں دُور جاندا اے تے لال ول (ڈوپلر اثر، Doppler effect)؛ ایہہ دسدیاں نیں کہ ایہہ 151.4 km/s تیکر دی رفتار نال ساڈے ول تے ساڈے توں پرے جھولدا اے، اک گول مدار اُتے جو ہر 4.1693 گھنٹیاں وچ پورا ہوندا اے۔

دَور تے رفتار توں کمیت فنکشن (mass function) لبھدا اے، جو ساتھی دی کمیت نوں تارے دی اپنی کمیت نال تے دھرتی توں دِسن والے مدار دے جھکاء (ایہدا میلان، inclination) نال جوڑدا اے۔ بالکل کنارے والے پاسیوں ویکھیا گیا مدار اوہ سب توں ہولا ساتھی دیندا اے جیہدی مدار اجازت دیندا اے؛ تارے دی غیر پکی کمیت نوں گنتی وچ لیا کے، اوس گھٹو گھٹ دی عام قیمت 1.38 ± 0.25 سورجی کمیت اے، اوس 1.4 توں ذرا گھٹ جیہدے تیکر اک چِٹا بونا اپڑ سکدا اے (تھلے ویکھو)۔ ایس لئی صرف مدار اک چِٹے بونے نوں رد نہیں کر سکدا۔

عام تارا نہیں: اینا بھارا تارا اینے تنگ مدار وچ سمان لئی بہت وڈا ہوندا۔
دوجا چھِلیا ہویا تارا نہیں: اصلی سپیکٹرا وچ رلائے گئے نقلی چھِلے ہوئے ساتھی ہر واری لبھ لئے گئے، فیر وی اصلی ڈیٹا وچ کوئی نشان نہیں۔

جو بچدا اے اوہ اک سنگھنا جسم (compact object) اے: اک چِٹا بونا (white dwarf، کسے ہولے تارے دا بچیا ہویا گھنا مرکز)، اک نیوٹرون تارا یا اک بلیک ہول۔

2.5% دے ڈولن توں 99.4%

18 دسمبر 2022 نوں، La Silla وچ 3.5 میٹر والی اک دُوربین اُتے لگے اک تیز کیمرے نے لگ بھگ 3.4 گھنٹیاں تیکر ہر 20 سکنٹاں بعد DGL-3 دی تصویر لئی۔ ایہدی چمک لگ بھگ 2.5% چڑھدی تے لہندی اے، ہر مدار وچ دو واری: ساتھی دی کشش ثقل تارے نوں تھوڑا جیہا کھچ کے انڈے ورگا بنا دیندی اے، جیہدا لما پاسا اسیں ہر چکر وچ دو واری ویکھدے آں، اینی مقدار نال جو ساتھی دی کمیت تے میلان اُتے منحصر اے۔

ٹیم نے ایس روشنی دے خم (light curve) دے 500,000 ماڈل چلائے تے ہر اک نوں ایس حساب نال وزن دتا کہ اوہ ڈیٹا نال کِنا میل کھاندا اے۔ ساتھی دی کمیت لئی:

سب توں ودھ ممکن قیمت 1.58 سورجی کمیت اے؛
امکان دا صرف 0.6% 1.4 سورجی کمیت توں تھلے اے، جو چندرشیکھر حد (Chandrasekhar limit) اے جیہڑی چِٹے بونے نوں رد کردی اے: ایس لئی 99.4% امکان کہ ساتھی چِٹا بونا ہوون لئی بہت بھارا اے؛
صرف 3.4% پکے کیتے گئے بلیک ہولاں دی حد وچ آؤندا اے؛ بھارے سرے دا باقی حصہ نیوٹرون تاریاں تے بلیک ہولاں وچکار والے پاڑ وچ ڈِگدا اے۔

ایس لئی نیوٹرون تارا سب توں ودھ ممکن ساتھی اے: اک امکان، ثبوت نہیں۔ ایکس رے دُوربیناں نوں کجھ نہیں لبھا؛ اپنے ساتھی دی گیس نگلدا نیوٹرون تارا ایکس ریز وچ چمکدا، پر لکھاری ایس چپ نوں اک اجیہے نیوٹرون تارے نال میل کھاندا سمجھدے نیں جیہنوں اک کمزور تاریائی ہوا (stellar wind) خوراک دیندی ہووے۔

کمپیوٹر ماڈل دا لکھیا مستقبل

فیر ٹیم نے تاریاں دے ارتقا والے کوڈ MESA نال ایس نظام نوں اگے ودھایا: 3.6 سورجی کمیت دا اک چھِلیا ہویا تارا، 1.4 دا اک نیوٹرون تارا، 4.2 گھنٹیاں دا مدار۔ اگے جو آؤندا اے اوہ اک پیش گوئی اے، مشاہدہ نہیں۔

تارا ہور 14 لکھ ورھیاں تیکر اپنے مرکز وچ ہیلیم ساڑدا اے، فیر پھُلدا اے۔ اینے تنگ مدار وچ، صرف ادھا سورجی رداس ودھن نال ای ایہہ ڈُلھ پیندا اے تے اپنے ساتھی اُتے گیس سُٹدا اے۔
26,000 ورھیاں وچ، 1.2 سورجی کمیت خلا وچ نس جاندی اے۔ نیوٹرون تارا صرف 0.00072 سورجی کمیت نگلدا اے، جو اوہنوں ہر 79 ملی سکنٹ وچ اک چکر تیکر گھماؤن لئی کافی اے۔ مدار سنگڑ کے 1.9 گھنٹے دا رہ جاندا اے۔
اپنی ساری ہائیڈروجن لہہ جان مگروں، تارا سپرنووا (supernova) بن کے پھٹدا اے تے اک دوجا نیوٹرون تارا چھڈ جاندا اے۔ لگ بھگ 800 km/s دی مداری رفتار نال، صرف اک غیر معمولی وڈا دھکا (kick) — اوہ پچھاں نوں جھٹکا جو دھماکا نویں جمے نیوٹرون تارے نوں دے سکدا اے — جوڑے نوں توڑ سکدا اے۔
دھماکا لگ بھگ اک سورجی کمیت گیس اُڈا دیندا اے۔ دو نیوٹرون تارے بچدے نیں، اک ودھ کھلے، لمُوترے 4.4 گھنٹیاں دے مدار اُتے، تے 22 کروڑ ورھیاں بعد رل جاندے نیں۔

جتھے پیش گوئی ٹٹ سکدی اے

لکھاریاں دے مطابق، سب توں کمزور کڑی ایہہ اے کہ نسدی گیس کِنا زاویائی معیار حرکت (angular momentum)، یعنی مدار دی «گھمن دی مقدار»، اپنے نال لے جاندی اے۔ ماڈل دیاں ست شکلاں وچوں اک وچ، گواچی گیس دوہاں تاریاں دوالے اک تھالی (disc) بنا دیندی اے، تے جوڑا دوجے سپرنووا توں پہلاں ای رل جاندا اے۔ باقی چھ وچ، دو نیوٹرون تارے بندے نیں تے آخر کار 17.5 کروڑ تے 7.9 ارب ورھیاں بعد دے وچکار رل جاندے نیں۔

DGL-3 لگ بھگ 60,600 پارسیک دُور اے — کوئی 200,000 نوری سال (اک پارسیک لگ بھگ 3.26 نوری سال ہوندا اے)۔ لکھاری دسدے نیں کہ جے ایہہ 60 توں 600 گُنا نیڑے ہوندا، یعنی 100 توں 1,000 پارسیک دے اندر، تے LISA ورگیاں گھٹ فریکوئنسی والیاں کشش ثقل دیاں لہراں دیاں رصد گاہواں ایہنوں لبھ لیندیاں۔