समझाया: कैसे सितारों ने कार्बन प्रदान किया जो जीवन को संभव बनाता है

जब कोई तारा मरता है, तो वह कार्बन सहित विभिन्न तत्वों को अपने परिवेश में छोड़ता है। सफेद बौनों पर नया अध्ययन उन सितारों के लिए आकार सीमा निर्धारित करता है जिन्होंने आकाशगंगा को कार्बन से समृद्ध किया

नए शोध ने इस तारा समूह में सफेद बौनों का विश्लेषण किया। NGC 7789 कहा जाता है, यह लगभग 8,000 प्रकाश वर्ष दूर है। इसे कैरोलीन का गुलाब भी कहा जाता है, खगोलशास्त्री कैरोलिन ल्यूक्रेटिया हर्शल के नाम पर, जिन्होंने इसे 18 वीं शताब्दी के अंत में खोजा था। (क्रेडिट: नासा के माध्यम से गिलाउम सिग्नेरेट)

कार्बन जीवन के लिए आवश्यक है: यह उन सभी जटिल कार्बनिक अणुओं का सरल निर्माण खंड है जिनकी जीवों को आवश्यकता होती है। यह ज्ञात है कि आकाशगंगा में सभी कार्बन मरने वाले सितारों से आते हैं जिन्होंने तत्व को अपने परिवेश में निकाल दिया। हालाँकि, जिस बात पर बहस हुई है, वह यह है कि किस तरह के सितारों ने प्रमुख योगदान दिया।

अब, एक अध्ययन ने हमारी आकाशगंगा में कार्बन की उत्पत्ति पर नई अंतर्दृष्टि प्रदान की है। शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम द्वारा 'नेचर एस्ट्रोनॉमी' में प्रकाशित, अध्ययन सफेद बौनों का विश्लेषण है - किसी तारे की मृत्यु के बाद उसके घने अवशेष।

तारों से कार्बन कैसे आता है?

अधिकांश तारे - सबसे बड़े सितारों को छोड़कर - सफेद बौनों में बदलने के लिए अभिशप्त हैं। जब बड़े पैमाने पर मर जाते हैं, तो वे एक शानदार धमाके के साथ जाते हैं जिसे सुपरनोवा कहा जाता है। निम्न-द्रव्यमान और विशाल तारे दोनों अपने जीवन को समाप्त करने से पहले अपनी राख को परिवेश में फेंक देते हैं। और इन राख में कार्बन सहित कई अलग-अलग रासायनिक तत्व होते हैं।

कम द्रव्यमान वाले सितारों और बड़े सितारों दोनों में कार्बन को उनके गहरे और गर्म अंदरूनी हिस्सों में ट्रिपल-अल्फा प्रतिक्रिया के माध्यम से संश्लेषित किया जाता है, जो कि तीन हीलियम नाभिक का संलयन है, अध्ययन के प्रमुख लेखक, इटली में पडुआ विश्वविद्यालय के पाओला मारिगो, कहा यह वेबसाइट , ईमेल द्वारा।

कम द्रव्यमान वाले तारों में नए संश्लेषित कार्बन को गैस के विशाल बुलबुलों के माध्यम से [अंदर से] सतह पर ले जाया जाता है और वहां से तारकीय हवाओं के माध्यम से ब्रह्मांड में अंतःक्षिप्त किया जाता है। उन्होंने कहा कि बड़े तारे सुपरनोवा विस्फोट से पहले कार्बन के साथ इंटरस्टेलर माध्यम को समृद्ध करते हैं, जब वे शक्तिशाली तारकीय हवाओं का भी अनुभव करते हैं।

खगोल भौतिकीविद इस बात पर बहस करते हैं कि क्या आकाशगंगा में कार्बन सफेद बौने बनने से पहले कम द्रव्यमान वाले सितारों से उत्पन्न हुआ था, या बड़े सितारों की हवाओं से सुपरनोवा के रूप में विस्फोट होने से पहले। नए शोध से पता चलता है कि सफेद बौने आकाशगंगा में कार्बन की उत्पत्ति पर अधिक प्रकाश डाल सकते हैं।

तो, अध्ययन ने क्या पाया?

हवाई में केक वेधशाला में अगस्त और सितंबर 2018 के बीच, शोधकर्ताओं ने आकाशगंगा के खुले तारा समूहों से संबंधित कुछ सफेद बौनों का विश्लेषण किया। उन्होंने सफेद बौनों के द्रव्यमान को मापा, जन्म के समय उनका द्रव्यमान निकाला, और वहां से प्रारंभिक-अंतिम द्रव्यमान संबंध की गणना की - एक प्रमुख खगोल भौतिक उपाय जो सितारों के पूरे जीवन चक्र की जानकारी को एकीकृत करता है।

उन्होंने पाया कि रिश्ते ने एक प्रवृत्ति को बढ़ा दिया - जन्म के समय जितना अधिक विशाल तारा, उतना ही विशाल सफेद बौना अपनी मृत्यु पर छोड़ दिया। ... हम एक अप्रत्याशित और, एक निश्चित तरीके से, विचित्र परिणाम से प्रभावित हुए: उन सफेद बौनों का द्रव्यमान अब तक के खगोल भौतिकीविदों के विश्वास से काफी बड़ा था। इससे भी अधिक आश्चर्य की बात यह है कि हमने महसूस किया कि उनके समावेश ने रैखिक विकास को तोड़ दिया, रिश्ते में एक प्रकार की छोटी लहर का परिचय दिया, 2 सौर द्रव्यमान के आसपास प्रारंभिक द्रव्यमान में एक छोटी सी किंक चोटी, मैरिगो ने शोध पत्र के बारे में एक लेख में 'नेचर' के लिए लिखा था।

अब तक, हमारी आकाशगंगा में लगभग 1.5 अरब साल पहले पैदा हुए सितारों के बारे में माना जाता था कि वे हमारे सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 60-65% सफेद बौने पैदा करते थे। इसके बजाय, वे अधिक विशाल कॉम्पैक्ट अवशेष, लगभग 70-75% सौर द्रव्यमान को पीछे छोड़ते हुए मर गए थे।

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यह क्या समझाता है?

अपनी व्याख्या में, मेरीगो और उनके सहयोगियों ने हमारी आकाशगंगा के सितारों द्वारा कार्बन का उत्पादन कैसे और कब किया, इस पर कड़े प्रतिबंध लगाए, और कच्चे माल में फंस गए, जिससे 4.6 अरब साल पहले सूर्य और इसकी ग्रह प्रणाली का निर्माण हुआ था।

अपने जीवन के अंतिम चरणों में, तारे जो लगभग 2 सौर द्रव्यमान थे, अपने गर्म अंदरूनी हिस्सों में नए कार्बन परमाणु उत्पन्न करते थे, उन्हें सतह तक पहुँचाते थे, और अंत में उन्हें कोमल तारकीय हवाओं के माध्यम से अंतरतारकीय माध्यम में फैलाते थे। हमारे विस्तृत तारकीय मॉडल इंगित करते हैं कि कार्बन-समृद्ध बाहरी मेंटल की स्ट्रिपिंग धीरे-धीरे इतनी हुई कि इन सितारों के केंद्रीय कोर, भविष्य के सफेद बौने, बड़े पैमाने पर विकसित हो सकें, मारिगो ने लिखा।

छोटे किंक के आसपास प्रारंभिक-अंतिम द्रव्यमान संबंध के विश्लेषण से, शोधकर्ताओं ने आकाशगंगा में कार्बन का योगदान करने वाले सितारों के आकार सीमा के बारे में अपने निष्कर्ष निकाले। 2 सौर द्रव्यमान से अधिक विशाल सितारों ने भी कार्बन के गांगेय संवर्धन में योगदान दिया। 1.65 सौर द्रव्यमान से कम बड़े तारे नहीं थे। दूसरे शब्दों में 1.65-Msun [सूर्य के द्रव्यमान का 1.65 गुना] एक तारे के लिए न्यूनतम द्रव्यमान का प्रतिनिधित्व करता है जो मृत्यु पर कार्बन युक्त राख को फैलाता है, मारिगो ने लिखा।

इसकी तुलना कार्बन संवर्धन के मौजूदा सिद्धांतों से कैसे की जाती है?

दरअसल, हमारा अध्ययन किसी भी परिदृश्य के पक्ष में नहीं है, मारिगो ने द इंडियन एक्सप्रेस को बताया। दोनों स्रोतों (कम द्रव्यमान और बड़े पैमाने पर सितारों) ने अलग-अलग अनुपात में (अभी भी अनिश्चित) योगदान दिया है। उसने कहा कि कम द्रव्यमान वाले तारों में कार्बन के उत्पादन के लिए न्यूनतम प्रारंभिक द्रव्यमान निर्धारित करना एक मूल्यवान परिणाम है क्योंकि यह पहेली के टुकड़ों को एक साथ रखने में मदद करता है, उसने कहा।

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