இரண்டு வாயு வளையங்கள் கொண்ட ஒரு வெண்குள்ளன்

பல கோள் அமைப்புகள் தங்கள் நட்சத்திரத்தைவிட நீண்ட காலம் வாழ்கின்றன. அது ஒரு வெண்குள்ளனாக (white dwarf) — பின்தங்கும் அடர்த்தியான எச்சமாக — மாறும்போது, அதைச் சுற்றித் தூசித் தட்டுகள் உருவாகக்கூடும்; அதன் மீது விழும் கோள் சிதிலங்கள் அதன் வளிமண்டலத்தில் வேதித் தடயங்களை விட்டுச் செல்கின்றன. இவற்றில் சில தட்டுகளில் வாயுவும் உள்ளது. அந்த வாயு துல்லியமான அலைநீளங்களில் ஒளிர்கிறது — பெரும்பாலும் கால்சியத்தின் மூன்று அகச்சிவப்புக் கோடுகளில். இதுவரை அறியப்பட்ட 21 வாயுத் தட்டுகள் அனைத்திலும், ஒவ்வொரு கோட்டுக்கும் ஒரே வடிவம்: இரண்டு உச்சங்கள்.

சுழலும் வளையம் ஏன் இரண்டு உச்சங்களை வரைகிறது

ஒரு கோணத்தில் பார்க்கப்படும் வாயுத் தட்டின் ஒரு பக்கம் நம்மை நோக்கி வருகிறது, மறு பக்கம் விலகிச் செல்கிறது. டாப்ளர் விளைவு, நெருங்கும் பக்கத்திலிருந்து வரும் ஒளியைச் சற்றே குறுகிய அலைநீளங்களுக்கும், விலகும் பக்கத்திலிருந்து வரும் ஒளியை நீண்ட அலைநீளங்களுக்கும் நகர்த்துகிறது. ஒவ்வொரு கோடும் இரண்டு உச்சங்களாகப் பிரிகிறது; வாயு வேகமாகச் சுற்றும்போது அவை மேலும் விலகுகின்றன — கெப்ளரின் விதிகள் கோருவதுபோல, நட்சத்திரத்துக்கு அருகில் வாயு வேகமாகச் சுற்றுகிறது.

இருபத்திரண்டாவது தட்டு

திரியெஸ்தே பல்கலைக்கழகம், INAF-இன் திரியெஸ்தே வானியல் ஆய்வகம் ஆகியவற்றைச் சேர்ந்த Nicola Pietro Gentile Fusillo-வும், வார்விக், வால்பரைசோ, லண்டன், கீல் ஆகிய இடங்களைச் சேர்ந்த சக ஆய்வாளர்களும், வெண்குள்ளன் WD J1328−1450 ஒரு வெறும் நட்சத்திரம் உமிழ வேண்டியதைவிட அதிக அகச்சிவப்பு ஒளியை உமிழ்வதைக் கவனித்தனர்: வெதுவெதுப்பான தூசியின் அடையாளம். ஐரோப்பியத் தெற்கு ஆய்வகத்தின் (European Southern Observatory) மிகப் பெரிய தொலைநோக்கியிலுள்ள (Very Large Telescope) X-shooter நிறமாலைமானியைக் கொண்டு, 2021-இலும் மீண்டும் 2023-இலும் அதை நோக்கினர்.

அந்த நட்சத்திரத்தின் நிறை சூரியனுடையதைவிட 0.47 மடங்கு; அது சூரிய ஆரத்தின் 1.5% அளவுள்ள ஒரு கோளத்துக்குள் அடைக்கப்பட்டுள்ளது. அதன் வளிமண்டலத்திலுள்ள கால்சியம், மக்னீசியம், சிலிக்கான் ஆகியவை, அது கோள் பொருளை விழுங்கிக்கொண்டிருப்பதைக் காட்டுகின்றன. ஆனால் அதன் கால்சியம், ஆக்சிஜன் கோடுகளுக்கு இரண்டுக்குப் பதிலாக நான்கு உச்சங்கள் உள்ளன.

WD J1328−1450-இன் மூன்று கால்சியம் கோடுகள் (a), ஒவ்வொன்றும் நான்கு உச்சங்களுடன்; எதிரே, முன்மாதிரி வாயுத் தட்டான SDSS J1228+1040-இன் வழக்கமான இரண்டு உச்சக் கோடுகள் (b). — படம் 1, Gentile Fusillo et al. (2026), arXiv:2610.37773.

இரண்டு வளையங்களும் ஓர் இடைவெளியும்

குழு, ஒன்றுக்குள் ஒன்றான இரண்டு தட்டையான வாயு வளையங்களைக் கொண்டு கோடுகளை மீண்டும் உருவாக்கியது. சூரிய ஆரங்களில் அளந்தால், உள் வளையம் 0.14 முதல் 0.34 வரையும், வெளி வளையம் 0.54 முதல் 1.93 வரையும் பரவுகின்றன; இடையில் ஒரு வெற்று இடைவெளி. உள் விளிம்புகூட நட்சத்திரத்தின் சொந்த ஆரத்தைவிடச் சுமார் ஒன்பது மடங்கு தொலைவில் உள்ளது.

உள் வளையத்தின் இரண்டு உச்சங்களுக்கும் இடையே வினாடிக்குச் சுமார் 1,024 கிலோமீட்டர் இடைவெளி; வெளி வளையத்துக்குச் சுமார் 420: உள் வாயு வேகமாகச் சுற்றுகிறது. சுமார் இரண்டு ஆண்டுகளில், கோடுகளின் வடிவங்கள் அரிதாகவே மாறின: வளையங்கள் நிலையானவை.

மேலிருந்து, அளவுக்கேற்பப் பார்க்கப்படும் ஒளிரும் கால்சியம் வாயு: உள் வளையம் A, வெளி வளையம் B, இடைவெளி. இடது மேற்புறப் பட்டை ஒரு சூரிய ஆரம்; அடர் சிவப்பு என்றால் அதிக ஒளிர்வுள்ள வாயு. — படம் 3, Gentile Fusillo et al. (2026), arXiv:2610.37773.

மக்னீசியம் உள்ளே மட்டும்

ஒரு மக்னீசியம் கோட்டுக்கு இரண்டு உச்சங்கள் மட்டுமே: அது உள் வளையத்திலிருந்து மட்டுமே வருகிறது. கால்சியத்தோடு ஒப்பிட்டு, உள் வளையம் அளவுக்கு வெளி வளையமும் மக்னீசியம் கொண்டிருந்தால், அதன் உச்சங்கள் இரைச்சல் மட்டத்தின் ஆறு மடங்குக்கும் மேல் தனித்துத் தெரிந்திருக்கும். அவை இல்லை. மக்னீசியம்-கால்சியம் விகிதம் ஒரு பொருளின் கைரேகை: கல் விண்கற்களின் ஒரு குடும்பமான காண்ட்ரைட்டுகளில் சுமார் 5 முதல் 15, பூமியின் மேன்டிலில் சுமார் 8, அதன் மேலோட்டில் சுமார் 1.6. இரண்டு வளையங்களும் பெரும்பாலும் வெவ்வேறு மூலப் பொருள்களிலிருந்து வந்தவை — அல்லது மக்னீசியம் நிறைந்த மேன்டிலாகவும் மக்னீசியம் குறைந்த மேலோடாகவும் பிரிந்திருந்த ஒரே பொருளின் வெவ்வேறு அடுக்குகளிலிருந்து.

ஒவ்வொரு வளையத்துக்கும் ஏதோ ஒன்று உணவளிக்க வேண்டும்

இத்தகைய தட்டில் வாயு பரவுகிறது; ஆனால் அது வெளிநோக்கி நகர்ந்து சுமார் 1,200–1,500 கெல்வினுக்குக் கீழே குளிரும்போது, மீண்டும் துகள்களாகச் சுருங்குகிறது: ஒவ்வொரு வளையமும் தன் வாயு உருவாகும் இடத்துக்கு அருகிலேயே இருக்கிறது. அப்படியானால் இரண்டு தனித்தனி இடங்களில் வாயுவை உருவாக்குவது எது? தட்டின் உள் விளிம்பில் ஆவியாகும் தூசி ஓர் இடைவெளியை விட்டுச் செல்ல முடியாது; தூசியை அரைக்கும் மோதல்களுக்கு, இடைவெளிக்குள் மட்டுமே செயல்படும் அறியப்படாத ஒரு தடை தேவைப்படும்.

பிரித்தறிய முடியாத அளவுக்கு நெருக்கமான இரண்டு வெண்குள்ளன்களா? Gaia ஒரே நட்சத்திரத்தைப் பார்க்கிறது; வெண்குள்ளன்களில் வெறும் 0.067%-க்கு மட்டுமே வாயுத் தட்டு உண்டு: ஒரே நேரத்தில் இரண்டு என்பது மிக அரிது. இடைவெளியைச் சுத்தம் செய்யும் ஒரு கோளா? இடைவெளிக்கு அருகே தப்பிப் பிழைக்கக்கூடிய மிகப் பெரிய இரும்புப் பொருள்கூட — 440 கிலோமீட்டர் குறுக்களவு — சூடான வாயுவைப் பிடித்து வைக்க முடியாத அளவுக்கு மிகக் குறைந்த ஈர்ப்பையே கொண்டிருக்கும் என்று ஆசிரியர்கள் கணக்கிடுகிறார்கள் — இருபுறமுள்ள இரண்டு வளையங்களில் வாயு எப்படி உருவாகிறது என்பதையும் அது விளக்காது.

அதற்குப் பதிலாக ஆசிரியர்கள் SDSS J1228+1040-ஐ நோக்கித் திரும்புகிறார்கள்; அங்கே தோராயமாக ஒவ்வொரு இரண்டு மணி நேரத்துக்கும் திரும்ப வரும் ஒரு சமிக்ஞையை, தூசியுடன் வினைபுரிந்து வாயுவை உருவாக்கும், தட்டுக்குள்ளிருக்கும் அடர்த்தியான திண்மப் பொருளால் மட்டுமே விளக்க முடியும். அவர்களின் முன்மொழிவு: ஒவ்வொரு வளையத்திலும் இத்தகைய ஒரு கோள்முன்னோடி (planetesimal) — கோள்கள் கட்டமைக்கப்படும் வகையிலான ஒரு சிறிய திண்மப் பொருள்.

தப்பிப் பிழைத்த ஒன்று எவ்வளவு பெரிதாக இருக்க முடியும்?

நட்சத்திரத்துக்கு இவ்வளவு அருகில், ஈர்ப்பு ஒரு பொருளின் அருகிலுள்ள பக்கத்தைத் தொலைவிலுள்ள பக்கத்தைவிட வலுவாக இழுத்து, அதைக் கிழித்தெறியக்கூடும். உள் வலிமை இல்லாத ஒரு பொருளுக்கு, அறியப்பட்ட எந்தப் பொருளைவிடவும் அதிக அடர்த்தி தேவைப்படும்: உள் வளையத்தின் உள் விளிம்பில் கன சென்டிமீட்டருக்குக் குறைந்தது 3,600 கிராம். தப்பிப் பிழைத்த இரண்டுக்கும் உள் வலிமை இருக்க வேண்டும். இரும்பின் அடர்த்தியும் சூரியக் குடும்பத்தின் பாறைப் பொருள்களின் வலிமையும் கொண்டு, உள்ளே உள்ளது அதிகபட்சம், அதன் வளையத்தின் உள் விளிம்பில் 45 கிலோமீட்டர் குறுக்களவும் வெளி விளிம்பில் 172 கிலோமீட்டரும் இருக்கலாம் — ஒரு வழக்கமான சிறுகோள். வெளியே உள்ளது அதன் வளையத்தின் உள் விளிம்பில் 346 கிலோமீட்டரையும் வெளி விளிம்பில் 2,340 கிலோமீட்டரையும் எட்டலாம்; வெளி விளிம்பில் ஒரு பாறைப் பொருள் சுமார் 3,500 கிலோமீட்டரை: சீரீஸின் (Ceres) அளவு முதல் புளூட்டோவின் அளவு வரை, ஏன் நிலவின் அளவுகூட.

ஒரு நிழல் இடைவெளியைப் போலச் செய்யக்கூடும்

ஒரு மாற்று விளக்கம் திறந்தே உள்ளது: 0.34-க்கும் 0.54-க்கும் இடையிலான சூரிய ஆரப் பகுதியைத் தன் உப்பிய உள் விளிம்பால் நிழலிடும் ஒரே ஒரு தட்டு. உள் வளையம் வெளிநோக்கி ஏன் மங்குகிறது, வெளி வளையம் ஏன் ஒளிர்கிறது என்பதையும் அது விளக்கும். ஆனால் வேறு எந்த வெண்குள்ளனும், வாயுத் தட்டு கொண்ட எந்த இளம் நட்சத்திரமும் நான்கு உச்சங்களைக் காட்டுவதில்லை — தன் நட்சத்திரத்தோடு ஒப்பிடுகையில் இரு மடங்குக்கும் மேல் ஒளிரும் தூசித் தட்டைக் கொண்ட WD J0846+5703 கூட. இத்தகைய நிழலுக்கு நேரடிச் சான்றையோ, அது இங்கே மட்டும் தோன்றக் காரணத்தையோ ஆசிரியர்கள் காணவில்லை.

பல தட்டு வடிவங்கள் தூசியுடன் சமமாகப் பொருந்துகின்றன. மேலும் நட்சத்திரத்தின் சாதாரணமான உணவு விகிதம், ஒருவேளை 300,000 முதல் 600,000 ஆண்டுகளாக மட்டுமே உணவளிக்கப்படும், குழப்பமான தொடக்க நிலையிலுள்ள ஓர் இளம் தட்டுக்கு இடமளிக்கிறது.

ஒரு கோளின் வாழ்வின் இரு முனைகளிலும் வளையங்கள்

இடைவெளிகளால் பிரிக்கப்பட்ட வளையங்கள், இளம் நட்சத்திரங்களைச் சுற்றிக் கோள்கள் பிறக்கும் முன்கோள் தட்டுகளில் (protoplanetary discs) பழக்கமான காட்சி. அளவும் மைய நட்சத்திரமும் இதைவிட வேறுபட்டிருக்க முடியாது. ஆயினும், ஆசிரியர்கள் எழுதுவதுபோல, ஒத்த செயல்முறைகள் கோள் அமைப்புகளை அவற்றின் பிறப்பிலும் அவற்றின் இறுதி முடிவிலும் வடிவமைக்கக்கூடும் என்பதை WD J1328−1450 சுட்டிக்காட்டுகிறது.