தன் விண்மீனின் சாம்பலிலிருந்து பிறந்த ஒரு கோள்

சூரியனைப் போன்ற ஒரு விண்மீனின் எரிபொருள் தீர்ந்ததும், அது ஒரு பெருமீனாக வீங்கி, தன் வெளி அடுக்குகளை விண்வெளிக்கு ஊதித் தள்ளி, ஒரு வெண்குறுமீனை விட்டுச் செல்கிறது: அடர்த்தியான, மெதுவாகக் குளிரும் ஒரு கருப்பகுதி. பல வெண்குறுமீன்கள் தங்கள் வளிமண்டலங்களில், சில நாட்களுக்குள் கீழே மூழ்கிக் கண்ணிலிருந்து மறைய வேண்டிய கனமான தனிமங்களைக் காட்டுகின்றன. இதற்கான விளக்கம் இப்போது நன்கு நிறுவப்பட்டுள்ளது: அவை உடைந்த கோள் பொருள்களின் சிதைவுகளை விழுங்குகின்றன. அந்தச் சிதைவுகள் மாறுபடுகின்றன, ஆனால் மொத்தத்தில் நம் சொந்தச் சூரியக் குடும்பப் பாறைகளைப் போலவே உள்ளன.

கோள்கள் பொதுவாகத் தங்கள் விண்மீனுடன் ஒரே நேரத்தில், அதைச் சுற்றியுள்ள வாயு–தூசி வட்டில் உருவாகின்றன. இவை முதல் தலைமுறைக் கோள்கள். கொள்கையளவில், ஒரு கோள் தன் விண்மீன் இறந்த பிறகும், அந்த விண்மீன் வெளியே வீசிய பொருளிலிருந்து உருவாகலாம். துடிப்பு விண்மீன்களைச் (pulsars) சுற்றும் கோள்கள் பொதுவாக இந்த இரண்டாம் தலைமுறையைச் சேர்ந்தவையாகக் கருதப்படுகின்றன. ஒரு வெண்குறுமீனைச் சுற்றி எதுவும் அடையாளம் காணப்படவில்லை.

விளக்கப்படாத நூறு கோடுகள்

HS 0209+0832, மேற்பரப்பில் சுமார் 35,800 டிகிரி வெப்பமுள்ள, குளிரத் தொடங்கி சுமார் 50 லட்சம் ஆண்டுகளே ஆன, நம்மிடமிருந்து சுமார் 82.6 பார்செக் தொலைவில் உள்ள ஒரு வெப்பமான, இளம் வெண்குறுமீன். இது நீண்ட காலமாகவே விசித்திரமானது. அதன் ஹைட்ரஜன் வளிமண்டலத்தில் சுமார் 1% ஹீலியம் உள்ளது; இந்த வெப்பநிலையில் அது சில மாதங்களுக்குள் மூழ்கியிருக்க வேண்டும். 1999இல் ஹபிள் விண்வெளித் தொலைநோக்கி எடுத்த ஒரு புறஊதா நிறமாலை கார்பன், அலுமினியம், சிலிக்கான், கால்சியம், டைட்டானியம், நிக்கல், துத்தநாகம் ஆகியவற்றைக் காட்டியது — கூடவே யாராலும் அடையாளம் காண முடியாத சுமார் நூறு கோடுகளையும்.

வார்விக் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் எட்டு பிற நிறுவனங்களைச் சேர்ந்த ஜேமி வில்லியம்ஸ் (Jamie Williams), போரிஸ் கென்சிக்கே (Boris Gänsicke) மற்றும் சக ஆய்வாளர்கள், ஹபிள், FUSE புறஊதாச் செயற்கைக்கோள், மிகப் பெரிய தொலைநோக்கி (Very Large Telescope) ஆகியவற்றின் காப்பக நிறமாலைகளை மீண்டும் பகுப்பாய்வு செய்தனர். புதுப்பிக்கப்பட்ட அணுத் தரவுகளுடன், மர்மக் கோடுகளில் பெரும்பாலானவை செம்பு, நியோபியம் ஆகியவற்றைச் சேர்ந்தவை என்று தெரியவந்தது — நியோபியத்துக்கு மட்டுமே 62 கோடுகள். FUSE கவனித்த 33 பிற வெப்பமான, மாசுபட்ட வெண்குறுமீன்களில் எதுவும் நியோபியத்தைக் காட்டவில்லை.

அரிய உலோகங்கள் நிறைந்தது, பாறை குறைந்தது

பின்னர், விண்மீன் மீது என்ன விழுகிறது என்பதைக் குழுவினர் கணக்கிட்டனர். சில தனிமங்கள் விண்மீனின் சொந்த ஒளியால் ஓரளவு தாங்கிப் பிடிக்கப்படுகின்றன, இது கணக்கீட்டைச் சிக்கலாக்குகிறது; எனவே அப்படித் தாங்கப்படாதவற்றின் மீது அவர்கள் கவனம் செலுத்தினர். முடிவு அறியப்பட்ட எந்த வெண்குறுமீனுடனும் எந்த விண்கல்லுடனும் பொருந்தவில்லை:

• இரும்புக்கு அப்பாற்பட்ட தனிமங்கள் — துத்தநாகம், செம்பு, நியோபியம் — பெருமளவில் செறிவூட்டப்பட்டுள்ளன. கால்சியத்துடன் ஒப்பிடுகையில், நியோபியம் சூரியனில் இருப்பதை விட ஆயிரம் மடங்குக்கும் மேல் அதிகம்.
• இரும்பு கண்டறியப்படவில்லை; சிலிக்கான் சுவடளவில் மட்டுமே தோன்றுகிறது — ஆனால் இவ்விரண்டும் பூமியின் நிறையில் சுமார் 48% ஆகும். இரும்பை விட இரண்டு மடங்குக்கும் அதிகமாக நிக்கல் உள்ளது; பூமியிலோ நிக்கல் இரும்பின் சுமார் 5% மட்டுமே.
• நைட்ரஜன், ஆக்சிஜன், பாஸ்பரஸ், கந்தகம் குறைவு: இது பனிக்கட்டி வால்மீன் அல்ல.

இறக்கும் விண்மீனின் கைரேகை

வாழ்வின் இறுதியை நெருங்கும் பெரும் விண்மீன்கள், மெதுவான நியூட்ரான் பிடிப்பு — “s-செயல்முறை” — மூலம் உருவாகும் பிரபஞ்சத் தனிமங்களில் பெரும்பாலானவற்றை உருவாக்குகின்றன; நியோபியமும் அவற்றில் ஒன்று. இத்தகைய விண்மீன்களின் 138 மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தி, அவற்றின் காற்றுகள் நியோபியம், ஸ்ட்ரான்ஷியம் ஆகியவற்றில் நூறு மடங்கு வரையும், நிக்கல், செம்பு, துத்தநாகம் ஆகியவற்றில் மிதமாகவும் செறிவூட்டப்படலாம், இரும்பு அல்லது சிலிக்கானில் சற்றும் செறிவூட்டப்படாது என்று ஆசிரியர்கள் காட்டுகின்றனர்.

அவர்களின் சூழ்நிலை விளக்கம்: மூல விண்மீனின் நெருங்கிய துணை ஒன்று, அதன் பெருமீன் கட்டத்தில் விழுங்கப்பட்டது. விண்மீனின் வெளி உறை வெளியே வீசப்பட்டு, s-செயல்முறைத் தனிமங்கள் நிறைந்த ஒரு வட்டை உருவாக்கியது; அங்கே, புதிதாகப் பிறந்த வெண்குறுமீனுக்கு அருகில், ஒரு பெரும் கோள் வளர்ந்தது. மாறாக, ஒரு சாதாரணக் கோளில், அறியப்பட்ட எந்தச் செயல்முறையும் இவ்வளவு நியோபியத்தை உருவாக்க முடியாது: நியோபியம் அளக்கப்பட்ட 100 விண்மீன்களில், கால்சியத்துக்கான அதிகபட்ச விகிதம் இங்கே இருப்பதை விட 200 மடங்குக்கும் மேல் குறைவு.

ஆவியாகும்போது பிடிபட்ட ஒரு கோள்

ஹீலியமும் வந்துகொண்டிருக்கிறது; பாறைப் பொருள்கள் ஹீலியத்தை வழங்குவதில்லை. வெண்குறுமீன் தன் கடுமையான புறஊதா ஒளியால் சூடாக்கப்படும் ஒரு பெரும் கோளிலிருந்து தப்பிக்கும் வளிமண்டலத்தை உண்டுகொண்டிருக்கலாம் என்று ஆசிரியர்கள் முடிவு செய்கின்றனர்.

நாசாவின் TESS செயற்கைக்கோள் தரவு ஒரு தடயத்தைச் சேர்க்கிறது: அமைப்பின் பிரகாசம் 4.4 நாள் கால அளவுடன் 0.12% மாறுகிறது — வெண்குறுமீன்கள் வழக்கமாகச் சுழல்வதை விட மிக மெதுவாக. இது 0.044 வானியல் அலகு தொலைவில் சுற்றும் ஒரு கோளுடன் பொருந்தும். இரண்டு விளக்கங்கள் முன்வைக்கப்படுகின்றன: பகல் பக்கம் மூடுபனியுடன் கூடிய, இன்னும் சூடாக இருக்கும் ஓர் இளம் பெரும் கோளின் பகல்–இரவுச் சுழற்சி; அல்லது விண்மீனின் முன்னால் கடந்து செல்லும், ஆவியான வாயுவின் வால்மீன் போன்ற வால் — அளக்கப்பட்ட ஹீலியம் ஏன் மாறுகிறது என்பதையும் இது விளக்கக்கூடும்.

இன்னும் பொருந்தாதவை

ஆசிரியர்கள் பல புதிர்களைச் சுட்டிக்காட்டுகின்றனர். ஸ்ட்ரான்ஷியம் இல்லை: ஒவ்வொரு மாதிரியும் நியோபியத்தை விட அதிக ஸ்ட்ரான்ஷியத்தைக் கணிக்கிறது; ஆனால் இங்கே ஸ்ட்ரான்ஷியம் நூறு மடங்குக்கும் மேல் குறைவு. நியோபியம் அவர்களின் மாதிரிகளின் அதிகபட்ச மதிப்பையும் தாண்டுகிறது; இரும்பை விட நிக்கல் அதிகமாக இருப்பதை விளக்குவதும் கடினம். பெரும் விண்மீன் பொருளால் செறிவூட்டப்பட்ட சில விண்மீன்களும் ஸ்ட்ரான்ஷியத்தை விட அதிக நியோபியத்தைக் காட்டுகின்றன; மாதிரிகள் தவறவிடும் ஒரு செயல்முறையை இது சுட்டுகிறது; கோளின் வளிமண்டல வேதியியலும் தனிமங்களை மறுபங்கீடு செய்யக்கூடும். இரண்டாம் தலைமுறைக் கோளின் வளிமண்டலத்தை இதுவரை யாரும் மாதிரியாக்கவில்லை.

இந்தப் பொருள் ஒரு வேட்பாளராகவே உள்ளது. பிறவற்றைக் கண்டுபிடிக்க, வெப்பமான வெண்குறுமீன்களின் புறஊதா நிறமாலைகளில் இதே அடையாளத்தை — நிறைய கார்பனும் s-செயல்முறைத் தனிமங்களும் — தேடுமாறு குழு பரிந்துரைக்கிறது. ஈயம் கண்டறியப்பட்டால், மூல விண்மீனின் கலவை உறுதியாகும்.