2023 लेखक: Kaylee MacAlister | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-05-21 08:00
वैज्ञानिकों ने सफेद बौनों के अजीब रहस्यों की खोज करके अल्बर्ट आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत का समर्थन किया है।
एक नए अध्ययन से पता चलता है कि खगोलविदों ने लंबे समय से एक सफेद बौने तारे के द्रव्यमान और त्रिज्या के बीच संबंध के बारे में अनुमान लगाया है, लेकिन अब तक तारे के द्रव्यमान और त्रिज्या के बीच संबंध का निरीक्षण नहीं कर सका है। जैसे-जैसे सफेद बौने द्रव्यमान प्राप्त करते हैं, वे अधिकांश ज्ञात खगोलीय पिंडों के विपरीत आकार में कम हो जाते हैं।
इस नए काम में, शोधकर्ताओं ने एक नई विधि का इस्तेमाल किया जिसमें अजीब घटना का निरीक्षण करने और सामान्य सापेक्षता के लिए अतिरिक्त सबूत प्रदान करने के लिए हजारों सफेद बौनों के डेटा शामिल थे।
जब हमारे सूर्य जैसे तारे ईंधन से बाहर निकलते हैं, तो वे अपनी बाहरी परतों को छोड़ देते हैं और पृथ्वी के आकार के कोर के संपर्क में आ जाते हैं। इस कोर को सफेद बौने के रूप में जाना जाता है और माना जाता है कि यह तारकीय वस्तु की अंतिम विकासवादी अवस्था है।
लेकिन ये तारकीय अवशेष एक रहस्य से भरे हुए हैं, क्योंकि जब सफेद बौने द्रव्यमान में वृद्धि करते हैं, तो वे आकार में कम हो जाते हैं। इसलिए, सफेद बौनों का द्रव्यमान अंततः सूर्य के समान होगा, लेकिन एक पिंड में पृथ्वी के आकार का पैक किया जाएगा।
सफेद बौने इतने छोटे और कॉम्पैक्ट हो जाते हैं कि वे अंततः न्यूट्रॉन सितारों में विघटित हो जाते हैं, बहुत घने तारकीय पिंड जिनकी त्रिज्या आमतौर पर 30 किलोमीटर से अधिक नहीं होती है।
1930 के दशक में सफेद बौनों के अंदर द्रव्यमान और त्रिज्या के बीच अजीब संबंध का सिद्धांत दिया गया था। सफेद बौनों के संकुचन के दौरान द्रव्यमान बढ़ने का कारण उनके इलेक्ट्रॉनों की स्थिति के कारण माना जाता है - जब एक सफेद बौना सिकुड़ता है, तो उसके इलेक्ट्रॉनों में वृद्धि होती है।
यह तंत्र क्वांटम यांत्रिकी का एक संयोजन है - उप-परमाणु कणों की गति और बातचीत के बारे में भौतिकी में मौलिक सिद्धांत और अल्बर्ट आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत, जो गुरुत्वाकर्षण प्रभावों से संबंधित है।
जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय में भौतिकी और खगोल विज्ञान विभाग में एसोसिएट प्रोफेसर नाद्या ज़कामस्काया ने कहा, "द्रव्यमान-से-त्रिज्या अनुपात क्वांटम यांत्रिकी और गुरुत्वाकर्षण का एक प्रभावशाली संयोजन है, लेकिन हमारे लिए यह सामान्य ज्ञान की अवहेलना करता है।". "हम सोचते हैं कि जैसे ही कोई वस्तु द्रव्यमान प्राप्त करती है, उसे बड़ा होना चाहिए।"
इस नए अध्ययन में, जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय की एक टीम ने सफेद बौनों में द्रव्यमान-से-त्रिज्या अनुपात को देखने के लिए एक विधि विकसित की। स्लोअन डिजिटल स्काई सर्वे और गैया स्पेस ऑब्जर्वेटरी द्वारा एकत्र किए गए डेटा का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने 3,000 सफेद बौनों का अध्ययन किया।
शोध दल ने गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट प्रभाव को मापा, जो प्रकाश पर, तारों पर गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव है। जैसे ही प्रकाश किसी वस्तु से दूर जाता है, वस्तु से निकलने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य लंबी हो जाती है, जिससे वह लाल दिखाई देती है। रेडशिफ्ट के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव का अध्ययन करके, वे समान त्रिज्या वाले सफेद बौनों के रेडियल वेग को निर्धारित करने में सक्षम थे।
रेडियल वेग सूर्य से किसी दिए गए तारे की दूरी है, जो यह निर्धारित करता है कि कोई तारा सूर्य की ओर बढ़ रहा है या दूर। तारों के रेडियल वेग का निर्धारण करके, वे तारों के द्रव्यमान में परिवर्तन को भी निर्धारित कर सकते थे।
"सिद्धांत लंबे समय से आसपास रहा है, लेकिन जो उल्लेखनीय है वह यह है कि हमने जिस डेटासेट का उपयोग किया है वह अभूतपूर्व आकार और अभूतपूर्व सटीकता का है," ज़कामस्का ने कहा। "ये माप के तरीके, जो कुछ मामलों में कई साल पहले विकसित किए गए थे, अचानक बहुत बेहतर काम करते हैं, और इन पुराने सिद्धांतों को अंततः खोजा जा सकता है।"
अध्ययन में प्रयुक्त विधि ने अनिवार्य रूप से सिद्धांत को एक प्रेक्षणात्मक घटना में बदल दिया। इसके अलावा, इसका उपयोग भविष्य में और अधिक सितारों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है और खगोलविदों को सफेद बौनों की रासायनिक संरचना का विश्लेषण करने में मदद कर सकता है।
"जैसे-जैसे तारा छोटा होता जाता है, जैसे-जैसे यह अधिक विशाल होता जाता है, गुरुत्वाकर्षण का रेडशिफ्ट भी द्रव्यमान के साथ बढ़ता जाता है," ज़कामस्का ने कहा।