Rediscussion of eclipsing binaries. Paper 32. The eccentric F-type system EY Cephei
यह शोध पत्र अलग हुए (detached), उत्केंद्रित (eccentric) F-प्रकार के ग्रहणकारी द्विआधारी (eclipsing binary) EY सेफी (Cephei) का एक व्यापक विश्लेषण प्रस्तुत करता है, जो इसके सटीक भौतिक मापदंडों और दूरी को निर्धारित करता है और ग्रहण समय विविधताओं (eclipse timing variations) के आधार पर तीसरे पिंड के संभावित साक्ष्य का सुझाव देता है।
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दो सितारों की कल्पना करें, आइए हम उन्हें स्टार A और स्टार B कहें, जो एक ब्रह्मांडीय नृत्य में बंधे हुए हैं। वे दोनों F0 V प्रकार के तारे हैं—इन्हें हमारे सूर्य के थोड़े गर्म, नीले चचेरे भाइयों के रूप में समझें। वे एक बहुत ही खिंची हुई, अंडाकार कक्षा (एक उत्केंद्रता/eccentricity 0.440) में एक-दूसरे का हाथ थामे हुए हैं, जो अपने साझा गुरुत्वाकर्षण केंद्र के चारों ओर एक पूरा चक्कर लगाने में 7.97 दिन लेते हैं। यह कोई कसकर गले मिलना नहीं है; वे एक "अलग" (detached) द्विआधारी (binary) हैं, जिसका अर्थ है कि वे एक-दूसरे से इतने दूर हैं कि वे पदार्थ का आदान-प्रदान नहीं करते, ठीक वैसे ही जैसे दो नर्तक बिना छुए एक बड़े घेरे में घूम रहे हों।
इस अध्ययन का मुख्य लक्ष्य इन ब्रह्मांडीय नर्तकों को अत्यधिक सटीकता के साथ मापना था। TESS नामक एक अंतरिक्ष टेलीस्कोप का उपयोग करके (जो एक सुपर-संवेदनशील कैमरे की तरह काम करता है और तब होने वाली चमक की मामूली गिरावट को देखता है जब एक तारा दूसरे को रोकता है), शोधकर्ताओं ने सितारों के भौतिक आँकड़े निकाले। उन्होंने पाया कि स्टार A का वजन 1.523 ± 0.008 M⊙ है और इसकी चौड़ाई 1.491 ± 0.004 R⊙ है, जबकि इसका साथी, स्टार B, थोड़ा हल्का है (1.494 ± 0.014 M⊙) और आकार में थोड़ा छोटा है (1.446 ± 0.004 R⊙)। वे अविश्वसनीय रूप से गर्म भी हैं, जिनका तापमान क्रमशः 7070 ± 170 K और 6990 ± 150 K है।
यहाँ कहानी दिलचस्प हो जाती है: पिछले अध्ययनों ने अनुमान लगाया था कि ये तारे बहुत कम उम्र के (लगभग 40 मिलियन वर्ष पुराने) हैं और इनका आकार थोड़ा अलग था। लेकिन इस नए विश्लेषण ने, जिसमें आठ अलग-अलग TESS अवलोकन क्षेत्रों (sectors) से प्राप्त बहुत उच्च-गुणवत्ता वाले डेटा का उपयोग किया गया था, रिकॉर्ड को सुधारा। नए माप दर्शाते हैं कि कम द्रव्यमान वाला तारा वास्तव में छोटा है, जो इस बात के साथ पूरी तरह फिट बैठता है कि तारे वास्तव में कैसे विकसित होते हैं। इन सुधारे गए आकार और द्रव्यमान के आधार पर, टीम का अनुमान है कि यह प्रणाली वास्तव में 220 Myr पुरानी है—जितना पहले सोचा गया था उससे कहीं अधिक पुरानी—और पृथ्वी से लगभग 300.3 ± 3.8 pc दूर स्थित है। यह दूरी Gaia उपग्रह के एक अलग माप से पूरी तरह मेल खाती है, जैसे दो अलग-अलग मानचित्र एक ही स्थान पर सहमत हों।
शोधकर्ताओं ने सितारों की रोशनी में एक विशिष्ट प्रकार की "लहर" (wiggle) की तलाश की, उन्हें संदेह था कि वे स्पंदित (pulsating) हो सकते हैं (एक फड़कते गुब्बारे की तरह सिकुड़ना और फैलना)। उन्होंने डेटा का सावधानीपूर्वक विश्लेषण किया, लयबद्ध पैटर्न की तलाश की। हालांकि उन्हें डेटा में एक बहुत छोटी सी हलचल मिली, लेकिन संकेत इतना मजबूत नहीं था कि वह वास्तविक हो। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि स्पंदन (pulsations) वर्तमान डेटा में पता लगाने योग्य नहीं हैं; तारे संभवतः स्थिर, जलते हुए गैस के गोले हैं।
हालाँकि, एक रहस्य अभी भी अनसुलझा है। जब टीम ने ग्रहणों (eclipses) के सटीक समय को ट्रैक किया (जब तारे एक-दूसरे के सामने से गुजरते हैं), तो समय एक सरल, सीधी रेखा के अनुमान के साथ पूरी तरह से मेल नहीं खाया। अवशेषों (residuals) (अनुमानित और वास्तविक समय के बीच के सूक्ष्म अंतर) ने एक बिखराव दिखाया जो एक आवधिक भिन्नता (periodic variation) की ओर इशारा करता है। लेखक सुझाव देते हैं कि यह एक तीसरे, अदृश्य पिंड के कारण हो सकता है जो अपनी गुरुत्वाकर्षण शक्ति से जोड़ी को खींच रहा है, शायद एक लंबी, उत्केंद्र कक्षा पर। लेकिन वे सावधान हैं कि यह केवल एक संकेत है; उन्होंने अभी तक तीसरे पिंड को नहीं खोजा है, और यह पुष्टि करने के लिए कि क्या यह वास्तव में वहाँ है या केवल समय की एक त्रुटि है, और अधिक मापों की आवश्यकता है।
अंत में, टीम ने यह भी जांचा कि तारे कितनी तेजी से घूम रहे हैं। इस तरह के सिस्टम में, आप उम्मीद कर सकते हैं कि तारे "ज्वारीय रूप से लॉक" (tidally locked) होंगे या अपनी कक्षा के साथ तालमेल बिठाकर घूम रहे होंगे, विशेष रूप से उनके अंडाकार पथ के सबसे करीबी बिंदु पर। लेकिन डेटा दिखाता है कि वे एक पूर्ण घूर्णन की गति से घूम रहे हैं जो कक्षीय अवधि (orbital period) से मेल खाती है, न कि उस तेज़ "छद्म-तुल्यकालिक" (pseudo-synchronous) गति से जिसकी अपेक्षा उनके सबसे करीबी आगमन पर की जाती है। इसका कारण स्पष्ट नहीं है, लेकिन माप ठोस हैं।
संक्षेप में, यह शोध पत्र EY Cephei प्रणाली का एक अत्यंत सटीक, अपडेटेड ब्लूप्रिंट प्रदान करता है, जो उनकी आयु और आकार के बारे में पिछली गलतियों को सुधारता है, यह पुष्टि करता है कि वे स्पंदित नहीं हो रहे हैं, और एक लुभावना, अपुष्ट सुराग छोड़ता है कि एक तीसरा, अदृश्य साथी छाया में छिपा हो सकता है।
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