తన నక్షత్రపు బూడిద నుంచి పుట్టిన గ్రహం

సూర్యుని వంటి నక్షత్రం ఇంధనం అయిపోగానే, అది ఉబ్బి మహా నక్షత్రంగా మారి, తన బయటి పొరలను అంతరిక్షంలోకి ఊదేసి, శ్వేత మరుగుజ్జును (white dwarf) వదిలివేస్తుంది: దట్టమైన, నెమ్మదిగా చల్లబడే కేంద్రం. చాలా శ్వేత మరుగుజ్జుల వాతావరణాల్లో కొద్ది రోజుల్లోనే కిందికి మునిగి కనుమరుగవ్వాల్సిన భారీ మూలకాలు కనిపిస్తాయి. దీనికి వివరణ ఇప్పుడు బాగా స్థిరపడింది: అవి ముక్కలైన గ్రహ వస్తువుల శకలాలను మింగుతున్నాయి. ఆ శకలాలు రకరకాలుగా ఉంటాయి, కానీ మొత్తంమీద మన సౌరవ్యవస్థ రాళ్లలాగే కనిపిస్తాయి.

గ్రహాలు సాధారణంగా తమ నక్షత్రంతో పాటే, దాని చుట్టూ ఉన్న వాయువు, ధూళి చక్రంలో ఏర్పడతాయి. ఇవి మొదటి తరం గ్రహాలు. సూత్రప్రాయంగా, ఒక గ్రహం తన నక్షత్రం మరణించిన తర్వాత, ఆ నక్షత్రం విసిరేసిన పదార్థం నుంచి కూడా ఏర్పడవచ్చు. పల్సార్ల చుట్టూ ఉన్న గ్రహాలను సాధారణంగా ఈ రెండో తరానికి చెందినవిగా భావిస్తారు. శ్వేత మరుగుజ్జు చుట్టూ అలాంటిదేదీ ఇంతవరకు గుర్తించలేదు.

వివరణ దొరకని వంద రేఖలు

HS 0209+0832 ఒక వేడి, యువ శ్వేత మరుగుజ్జు: ఉపరితలం వద్ద సుమారు 35,800 డిగ్రీలు, చల్లబడటం మొదలై కేవలం సుమారు 50 లక్షల సంవత్సరాలు, మన నుంచి సుమారు 82.6 పార్సెక్కుల దూరం. ఇది చాలాకాలంగా విచిత్రమైనదే. దాని హైడ్రోజన్ వాతావరణంలో సుమారు 1% హీలియం ఉంది, ఈ ఉష్ణోగ్రత వద్ద అది నెలల్లో మునిగిపోవాలి. 1999లో హబుల్ స్పేస్ టెలిస్కోప్ తీసిన అతినీలలోహిత వర్ణపటం కార్బన్, అల్యూమినియం, సిలికాన్, కాల్షియం, టైటానియం, నికెల్, జింక్‌లను చూపింది — వీటితో పాటు ఎవరూ గుర్తించలేని సుమారు వంద రేఖలను.

వార్విక్ విశ్వవిద్యాలయం, మరో ఎనిమిది సంస్థలకు చెందిన జేమీ విలియమ్స్ (Jamie Williams), బోరిస్ గెన్సికే (Boris Gänsicke), సహచరులు హబుల్, FUSE అతినీలలోహిత ఉపగ్రహం, వెరీ లార్జ్ టెలిస్కోప్‌ల ఆర్కైవ్ వర్ణపటాలను తిరిగి విశ్లేషించారు. తాజా పరమాణు డేటాతో, చాలా మర్మ రేఖలు రాగి, నియోబియంవని తేలింది — ఒక్క నియోబియంవే 62 రేఖలు. FUSE పరిశీలించిన మరో 33 వేడి, కలుషిత శ్వేత మరుగుజ్జుల్లో ఒక్కటి కూడా నియోబియంను చూపలేదు.

అరుదైన లోహాలు ఎక్కువ, రాతి తక్కువ

ఆ తర్వాత నక్షత్రంపై ఏం పడుతోందో బృందం లెక్కగట్టింది. కొన్ని మూలకాలను నక్షత్రపు సొంత కాంతే పాక్షికంగా పైకి నిలిపి ఉంచుతుంది, దాంతో లెక్క క్లిష్టమవుతుంది, కాబట్టి వారు అలా జరగని మూలకాలపై దృష్టి పెట్టారు. ఫలితం ఏ తెలిసిన శ్వేత మరుగుజ్జుతోనూ, ఏ ఉల్కతోనూ సరిపోలలేదు:

• ఇనుము కంటే బరువైన మూలకాలు — జింక్, రాగి, నియోబియం — బాగా సమృద్ధిగా ఉన్నాయి. కాల్షియంతో పోలిస్తే, నియోబియం సూర్యుని కంటే వెయ్యి రెట్లకు పైగా ఎక్కువ.
• ఇనుము కనిపించలేదు, సిలికాన్ కేవలం ఆనవాళ్ల మాత్రంగా ఉంది, అయితే భూమి ద్రవ్యరాశిలో ఈ రెండూ కలిసి సుమారు 48%. ఇనుము కంటే రెట్టింపుకు పైగా నికెల్ ఉంది, భూమిలో మాత్రం నికెల్ ఇనుములో సుమారు 5% మాత్రమే.
• నైట్రోజన్, ఆక్సిజన్, ఫాస్ఫరస్, సల్ఫర్ తక్కువగా ఉన్నాయి: ఇది మంచు తోకచుక్క కాదు.

మరణిస్తున్న నక్షత్రపు వేలిముద్ర

జీవితపు చివరి దశలో ఉన్న మహా నక్షత్రాలు నెమ్మదైన న్యూట్రాన్ గ్రహణం — “s-ప్రక్రియ” — ద్వారా తయారయ్యే విశ్వంలోని మూలకాల్లో చాలావాటిని తయారుచేస్తాయి — వాటిలో నియోబియం ఒకటి. అలాంటి నక్షత్రాల 138 మోడళ్లను వాడి, వాటి గాలుల్లో నియోబియం, స్ట్రాన్షియం వంద రెట్ల వరకు, నికెల్, రాగి, జింక్ మోస్తరుగా సమృద్ధిగా ఉండవచ్చని, ఇనుము లేదా సిలికాన్ మాత్రం అస్సలు పెరగవని రచయితలు చూపుతున్నారు.

వారి దృశ్యం: మూల నక్షత్రపు దగ్గరి సహచరం దాని మహా నక్షత్ర దశలో మింగబడింది. నక్షత్రపు ఆవరణం బయటికి విసిరివేయబడి, s-ప్రక్రియ మూలకాలతో సమృద్ధమైన చక్రంగా ఏర్పడింది, అక్కడ కొత్తగా పుట్టిన శ్వేత మరుగుజ్జుకు దగ్గరగా ఒక మహా గ్రహం పెరిగింది. దీనికి భిన్నంగా, సాధారణ గ్రహంలో తెలిసిన ఏ ప్రక్రియా ఇంత నియోబియంను ఉత్పత్తి చేయలేదు: నియోబియం కొలిచిన 100 నక్షత్రాల్లో, కాల్షియంతో అత్యధిక నిష్పత్తి కూడా ఇక్కడి కంటే 200 రెట్లకు పైగా తక్కువ.

ఆవిరైపోతూ పట్టుబడిన గ్రహం

హీలియం కూడా వస్తోంది, రాతి వస్తువులు హీలియంను సరఫరా చేయవు. తన తీవ్రమైన అతినీలలోహిత కాంతితో వేడెక్కిన ఒక మహా గ్రహం నుంచి తప్పించుకుంటున్న వాతావరణాన్ని ఈ శ్వేత మరుగుజ్జు బహుశా ఆహారంగా తీసుకుంటోందని రచయితలు తేల్చారు.

NASA TESS ఉపగ్రహపు డేటా ఒక ఆధారాన్ని జోడిస్తుంది: వ్యవస్థ ప్రకాశం 4.4 రోజుల ఆవర్తనంతో 0.12% మారుతుంది, శ్వేత మరుగుజ్జులు సాధారణంగా తిరిగే దానికంటే చాలా నెమ్మదిగా. ఇది 0.044 ఖగోళ యూనిట్ల దూరంలో పరిభ్రమించే గ్రహానికి సరిపోతుంది. రెండు వివరణలు ప్రతిపాదించారు: మసకబారిన పగటి వైపు ఉన్న యువ, ఇంకా వేడిగా ఉన్న మహా గ్రహపు పగలు-రాత్రి చక్రం, లేదా ఆవిరైన వాయువు తోకచుక్క లాంటి తోక నక్షత్రం ముందు నుంచి వెళ్లడం — కొలిచిన హీలియం ఎందుకు మారుతుందో కూడా దీనితో వివరించవచ్చు.

ఇంకా పొసగనివి

రచయితలు కొన్ని చిక్కుముడులను పేర్కొంటున్నారు. స్ట్రాన్షియం లేదు: ప్రతి మోడలూ నియోబియం కంటే ఎక్కువ స్ట్రాన్షియంను అంచనా వేస్తుంది, అయినా ఇక్కడ స్ట్రాన్షియం వంద రెట్లకు పైగా అరుదు. నియోబియం వారి మోడళ్లలోని అత్యధిక విలువనూ మించిపోయింది, ఇనుము కంటే నికెల్ అధికంగా ఉండటాన్ని వివరించడం కష్టం. మహా నక్షత్రాల పదార్థంతో సమృద్ధమైన కొన్ని నక్షత్రాలు కూడా స్ట్రాన్షియం కంటే ఎక్కువ నియోబియంను చూపుతాయి, మోడళ్లు తప్పిపోయిన ఏదో ప్రక్రియను ఇది సూచిస్తుంది; గ్రహ వాతావరణంలోని రసాయన శాస్త్రం కూడా మూలకాలను తిరిగి కలగలపవచ్చు. రెండో తరం గ్రహపు వాతావరణాన్ని ఇంతవరకు ఎవరూ మోడల్ చేయలేదు.

ఈ వస్తువు ఇంకా అభ్యర్థి మాత్రమే. ఇతరవాటిని కనుగొనడానికి, వేడి శ్వేత మరుగుజ్జుల అతినీలలోహిత వర్ణపటాల్లో ఇదే ముద్ర కోసం వెతకాలని బృందం సూచిస్తోంది: పుష్కలంగా కార్బన్, s-ప్రక్రియ మూలకాలు. సీసం గుర్తిస్తే మూల నక్షత్రపు కూర్పు కచ్చితంగా తెలుస్తుంది.