ایک دھڑکتا ستارہ ایک نادیدہ ساتھی کا راز کھول دیتا ہے

بلیک ہول اور نیوٹران ستارے جو مادہ نہیں نگل رہے، انہیں براہِ راست دیکھنا تقریباً ناممکن ہے۔ انہیں تلاش کرنے کا ایک طریقہ اس نظر آنے والے ستارے پر نظر رکھنا ہے جس کے ساتھ وہ مدار میں گردش کرتے ہیں۔ مقالہ بتاتا ہے کہ ماہرینِ فلکیات نے اس طرح ایسے “خوابیدہ” امیدواروں کی بڑھتی ہوئی تعداد تلاش کی ہے، اور سب سے بھاری نیوٹران ستاروں اور سب سے ہلکے بلیک ہولز کے درمیان کمیت کی حد کا ابھی بہت کم مشاہدہ ہوا ہے۔

TIC 160582982 ایک غیر معمولی راستہ پیش کرتا ہے: ستارہ خود ایک گھڑی ہے۔

ایک ستارہ جو وقت رکھتا ہے

TIC 160582982 ایک δ اسکوٹی ستارہ ہے: قسم A کا ایک گرم، تیزی سے گھومنے والا ستارہ جو بیک وقت دباؤ کے بہت سے موڈز میں تھرتھراتا ہے۔ چینی اکیڈمی آف سائنسز کی سنکیانگ فلکیاتی رصدگاہ اور غرناطہ میں انسٹی ٹیوٹ آف ایسٹروفزکس آف اندلس کے چینگ لونگ لو کی قیادت میں ایک ٹیم نے خلائی دوربین TESS کی تقریباً 352 دن کی پیمائشوں کا تجزیہ کیا اور اس کی ٹمٹماتی روشنی سے 128 تعدد نکالے۔

جب ایسا ستارہ کسی ساتھی کے گرد گردش کرتا ہے تو وہ کبھی ہم سے تھوڑا دور ہوتا ہے، کبھی تھوڑا قریب۔ اس کی روشنی کو پہنچنے میں کبھی زیادہ وقت لگتا ہے، کبھی کم — اس لیے دھڑکنیں ایک باقاعدہ چکر میں جلدی اور دیر سے آتی محسوس ہوتی ہیں۔ اس سرکاؤ کو ناپنے سے مدار کا خاکہ بنتا ہے۔ اسے فیز ماڈیولیشن (phase modulation) کہتے ہیں۔

ایک بھاری ساتھی کے ساتھ 89 دن کا مدار

چھ مستحکم دھڑکنیں، جنہیں مل کر گھڑیوں کے طور پر استعمال کیا گیا، ایک مربوط جواب دیتی ہیں:

مداری دور: 89.29 ± 0.19 دن، ایک بہت لمبوترے مدار پر (بیضویت 0.54)۔
نظر آنے والے ستارے کے مدار کی ظاہری جسامت (اس کا نیم بڑا محور) تقریباً 146 نوری سیکنڈ ہے، یعنی 0.29 فلکیاتی اکائی۔
اس سے حاصل ہونے والا “کمیتی فنکشن”، جو دونوں کمیتوں کا ایک مجموعہ ہے، 0.416 شمسی کمیت ہے — اس قسم کے ستارے کے لیے یہ بڑا ہے۔

ایک دوسرا، آزاد طریقہ، جو ان ضمنی چوٹیوں پر مبنی ہے جو مدار سب سے مضبوط دو دھڑکنوں کے گرد پیدا کرتا ہے، وہی مدار دیتا ہے: 89.36 دن۔

نظر آنے والا ستارہ تقریباً 1.93 شمسی کمیت کا ہے، تقریباً 263 پارسیک دور ہے اور سورج سے 37.6 گنا زیادہ روشن ہے۔ مدار کے ساتھ ملا کر اس کا مطلب ہے کہ ساتھی کی کمیت کم از کم تقریباً 1.8 شمسی کمیت ہے — یہ کم ترین حد ہے، جو اس صورت میں ہوتی ہے جب ہم مدار کو بالکل کنارے سے دیکھ رہے ہوں۔ اگر ساتھی ایک عام ستارہ ہوتا تو بہترین اندازہ تقریباً 2.2 شمسی کمیت ہوتا۔

غائب روشنی

اتنا بھاری ایک عام ستارہ آسانی سے نظر آ جانا چاہیے۔ ٹیم نے حساب لگایا کہ وہ کتنی روشنی شامل کرتا: 1.70 سے 1.86 شمسی کمیت کے ساتھی کے لیے، نظر آنے والی اور زیریں سرخ پٹیوں میں نظام کی روشنی کا تقریباً 18 سے 26%؛ 2.3 شمسی کمیت پر تقریباً 43%۔

لیکن نظام کی روشنی، جو نظر آنے والی حد سے درمیانی زیریں سرخ تک ناپی گئی، قسم A کے ایک اکیلے ستارے سے بالکل مطابقت رکھتی ہے، بغیر کسی زیریں سرخ زیادتی کے۔ محفوظ شدہ طیف بھی لکیروں کا کوئی واضح دوسرا مجموعہ نہیں دکھاتے، اگرچہ ستارے کی تیز گردش اس کی لکیروں کو دھندلا دیتی ہے۔ مصنفین لکھتے ہیں کہ اس لیے ایک عام اکیلا ساتھی “سختی سے غیر مرجح” ہے۔

دو مشتبہ باقی

دو وضاحتیں باقی رہتی ہیں، اور موجودہ ڈیٹا ان میں فرق نہیں کر سکتا:

ایک چھپا ہوا جوڑا۔ ساتھی خود ستاروں کا ایک قریبی جوڑا ہو سکتا ہے، مثلاً تقریباً 0.9 شمسی کمیت کے دو ستارے۔ مل کر وہ مطلوبہ کمیت فراہم کریں گے جبکہ نظر آنے والی روشنی کا صرف تقریباً 4% اور زیریں سرخ میں 8 سے 9% شامل کریں گے۔
ایک مردہ ستارہ۔ ایک ٹھوس باقیات — نیوٹران ستارہ یا یہاں تک کہ ستاروی کمیت کا بلیک ہول — بہت کم یا بالکل کوئی روشنی شامل نہیں کرے گی۔

ٹیم نے ایک سست تر سگنل بھی دیکھا، جو ہر 0.544 دن میں دہرایا جاتا ہے اور جس کی شدت مدار کے ساتھ گھٹتی بڑھتی ہے، اور دونوں اجسام کے سب سے قریب آنے کے نزدیک عروج پر ہوتی ہے۔ یہ بیضوی مدار کے مدوجزر سے متاثر ایک دھڑکن ہو سکتی ہے، لیکن مصنفین اسے صرف امیدوار قرار دیتے ہیں۔

ایک پورے مدار پر طیف

فیصلہ کن امتحان طیف بینی ہے: ایک پورے 89 دن کے مدار کے دوران بار بار لیے گئے اعلیٰ ریزولوشن طیف مدار کی آزادانہ جانچ کریں گے اور ایسی مدھم لکیریں تلاش کریں گے جو کسی ساتھی یا چھپے ہوئے جوڑے کے دو ستاروں کے ساتھ حرکت کرتی ہوں۔ خلائی رصدگاہ Gaia کی مستقبل کی پیمائشیں، جن میں ستارہ تقریباً ایک ہزارویں آرک سیکنڈ تک ڈولتا نظر آنا چاہیے، مدار کے جھکاؤ اور ساتھی کی کل کمیت کا تعین کر سکتی ہیں۔

arXiv کے اندراج کے مطابق یہ مقالہ The Astrophysical Journal نے قبول کر لیا ہے؛ یہاں پڑھا گیا نسخہ مصنفین کا مسودہ ہے۔