Impact of selection criteria on the structural parameters of the Galactic thin and thick discs
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि जबकि रासायनिक और आयु-आधारित चयन विधियाँ मिल्की वे (आकाशगंगा) के पतले (thin) और मोटे (thick) डिस्क का सबसे स्पष्ट पृथक्करण प्रदान करती हैं, सभी परीक्षण की गई वर्गीकरण तकनीकें निरंतर एक फflare होने वाला पतला डिस्क, जिसका स्केल लेंथ (पैमाना लंबाई) 2.3 और 3.0 kpc के बीच है, और एक गैर-फ्लेयर वाला मोटा डिस्क, जिसका स्केल लेंथ लगभग 2.0 kpc है, प्रकट करती हैं।
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कल्पना कीजिए कि मिल्की वे गैलेक्सी (आकाशगंगा) एक विशाल, घूमता हुआ ब्रह्मांडीय पिज्जा है। दशकों से, खगोलशास्त्री इस बात पर सहमत रहे हैं कि इस पिज्जा में टॉपिंग्स की दो मुख्य परतें हैं: एक पतली, कुरकुरी क्रस्ट (थिन डिस्क) और उसके नीचे एक मोटी, फूली हुई परत (थिक डिस्क)।
लेकिन समस्या यह है कि ये दोनों परतें पनीर और पेपरोनी के अलग-अलग स्लाइस की तरह पूरी तरह से विभाजित नहीं हैं। ये एक मार्बल्ड केक की तरह हैं जहाँ चॉकलेट और वैनिला एक-दूसरे में घुले-मिले होते हैं। क्योंकि ये आपस में मिले हुए हैं, इसलिए यह बताना बहुत कठिन है कि कौन सा तारा किस परत का है।
यह शोध पत्र मूल रूप से एक "स्वाद परीक्षण" (टेस्ट) है कि यह देखने के लिए कि तारों को अलग करने के विभिन्न तरीके आकाशगंगा की हमारी तस्वीर को कैसे बदलते हैं। लेखकों ने तारों को थिन डिस्क और थिक डिस्क में अलग करने के लिए पांच अलग-अलग "सॉर्टिंग रेसिपी" आजमाईं और फिर उन वर्गीकृत समूहों के आधार पर आकाशगंगा के आकार को मापा।
पाँच सॉर्टिंग रेसिपी (छँटाई के तरीके)
शोधकर्ताओं ने APOGEE नामक एक विशाल टेलीस्कोप सर्वे (जो तारों की रासायनिक संरचना को देखता है) और astroNN नामक एक कंप्यूटर प्रोग्राम से प्राप्त आयु अनुमानों का उपयोग किया। उन्होंने तारों को छाँटने के लिए पांच अलग-अलग विधियाँ आजमाईं:
- केमिकल रेसिपी (मैग्नीशियम और एल्युमीनियम): उन्होंने तारों में मैग्नीशियम और एल्युमीनियम के अनुपात को देखा। इसे सूप में विशिष्ट मसालों के मिश्रण की जाँच करने जैसा समझें। कुछ तारों में "थिक डिस्क मसाला मिश्रण" होता है, जबकि अन्य में "थिन डिस्क मसाला मिश्रण" होता है। यह विधि आकाशगंगा के अपने तारों और अन्य आकाशगंगाओं से चुराए गए (एक्रेटेड) तारों के बीच अंतर करने में बहुत अच्छी थी।
- केमिकल रेसिपी (अल्फा और आयरन): यह पहले वाले के समान ही है, लेकिन इसमें उन्होंने "अल्फा" तत्वों (जैसे मैग्नीशियम) की तुलना आयरन से की। यह सूप के नमकीन या मसालेदार होने की जाँच करने जैसा है। यह परतों को अलग करने का एक क्लासिक तरीका है लेकिन कभी-कभी "चुराए गए" तारों के कारण भ्रमित हो जाता है।
- मूवमेंट रेसिपी (काइनेमैटिक्स): रसायन विज्ञान के बजाय, उन्होंने इस पर गौर किया कि तारे कितनी तेजी से और किस दिशा में चल रहे थे। थिक डिस्क के तारे रसोई में इधर-उधर भागते शरारती किशोरों की तरह हैं (उच्च गति, अनियमित पथ), जबकि थिन डिस्क के तारे सीधी रेखा में चलने वाले शांत वयस्कों की तरह हैं। हालाँकि, क्योंकि "शरारती" और "शांत" समूह अक्सर एक ही दिशा में चलते हैं, इसलिए इस विधि ने समूहों को बहुत अधिक मिला दिया।
- ऑर्बिट रेसिपी (डायनामिक्स): यह मूवमेंट रेसिपी का एक उन्नत संस्करण है। यह तारों के कक्षीय पथों (जैसे फेंकी गई गेंद के सटीक प्रक्षेपवक्र की गणना करना) की गणना करता है। हालांकि यह सटीक लगता है, लेकिन शोध पत्र में पाया गया कि चूंकि आबादी इतनी मिली-जुली है, इसलिए इस विधि को भी दोनों डिस्क के बीच एक स्पष्ट रेखा खींचने में संघर्ष करना पड़ा।
- एज रेसिपी (आयु): उन्होंने बस यह पूछा, "यह तारा कितना पुराना है?" विचार यह है कि थिक डिस्क "पुरानी पीढ़ी" है और थिन डिस्क "नई पीढ़ी" है। हालाँकि, शोध पत्र ने पाया कि "युवा" थिन डिस्क और "पुरानी" थिक डिस्क की आयु में काफी ओवरलैप है, जिससे एक स्पष्ट रेखा खींचना कठिन हो जाता है।
उन्होंने क्या पाया
तारों को इन पांच विधियों से छाँटने के बाद, उन्होंने आकाशगंगा के आकार को मापा। यहाँ उन्होंने क्या खोजा:
- "फ्लेयरिंग" प्रभाव: चाहे कोई भी सॉर्टिंग विधि उपयोग की गई हो, उन्होंने पाया कि जैसे-जैसे आप आकाशगंगा के केंद्र से दूर जाते हैं, थिन डिस्क "फ्लेयर" (फैलती) होती जाती है। कल्पना कीजिए कि केंद्र से किनारे की ओर जाने पर पिज्जा क्रस्ट मोटा और अधिक फूला हुआ होता जा रहा है। इसके विपरीत, थिक डिस्क हर जगह लगभग एक समान मोटाई (लगभग 1,000 प्रकाश वर्ष) बनी रहती है।
- आकार का अंतर: प्रत्येक विधि एक बात पर सहमत थी: थिन डिस्क केंद्र से बहुत अधिक दूरी तक फैली हुई है, जबकि थिक डिस्क इससे बहुत कम दूरी तक है। यदि थिक डिस्क एक छोटा, घना द्वीप है, तो थिन डिस्क एक विशाल, विस्तृत द्वीपसमूह (archipelago) है।
- "मेसी मिडल" (अव्यवस्थित मध्य): रासायनिक विधियों (तारे किस चीज से बने हैं) ने सबसे साफ अलगाव दिया, जैसे M&M चॉकलेट को उनके रंग के आधार पर छाँटना। मूवमेंट और एज विधियाँ अधिक अव्यवस्थित थीं, जैसे M&M को उनके लुढ़कने की गति या बैग में उनके रहने के समय के आधार पर छाँटना। क्योंकि आबादी इतनी अच्छी तरह से मिली हुई है, इसलिए इन विधियों ने अक्सर गलती से थिक डिस्क के तारों को थिन डिस्क समूह में और इसके विपरीत डाल दिया।
मुख्य निष्कर्ष
मुख्य निष्कर्ष यह है कि आप तारों को कैसे छाँटते हैं, यह आपके द्वारा बनाए गए मानचित्र को बदल देता है।
यदि आप रासायनिक रेसिपी का उपयोग करते हैं, तो आपको दो अलग-अलग परतों की एक बहुत स्पष्ट तस्वीर मिलती है, लेकिन इसके लिए आपको महंगे टेलीस्कोप डेटा की आवश्यकता होती है। यदि आप मूवमेंट या एज रेसिपी का उपयोग करते हैं, तो आप अधिक तारों को आसानी से छाँट सकते हैं, लेकिन आपका मानचित्र धुंधला होगा और शायद आकाशगंगा का थोड़ा अलग आकार दिखाएगा।
लेखक चेतावनी देते हैं कि हम केवल एक विधि नहीं चुन सकते और यह नहीं कह सकते कि, "यही मिल्की वे का वास्तविक आकार है।" "थिक डिस्क" और "थिन डिस्क" पूरी तरह से अलग भौतिक बॉक्स नहीं हैं; वे ओवरलैपिंग आबादी हैं। आप किस "लेंस" (रासायनिक, मूवमेंट, या आयु) के माध्यम से देखते हैं, इसके आधार पर आकाशगंगा थोड़ी अलग दिखती है।
संक्षेप में: मिल्की वे एक जटिल, मिली-जुली परिवार है। चाहे आप अपने परिवार के सदस्यों को उनके उपनाम, उनकी ऊंचाई या उनकी आयु के आधार पर छाँटें, आप अंततः थोड़े अलग फैमिली ट्री (वंशवृक्ष) प्राप्त कर सकते हैं, भले ही वे सभी एक ही लोग हों।
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