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Accurate proper motions of the protostellar system VLA1623-2417

यह अध्ययन चतुर्गुणी प्रोटोस्टेलर प्रणाली VLA1623-2417 के व्यक्तिगत घटकों के लिए पहले सटीक पूर्ण उचित गति (absolute proper motions) प्रस्तुत करता है, जो यह प्रकट करता है कि घटक W गतिशील रूप से निष्कासित होने के बजाय संभवतः असंबद्ध है या अत्यधिक झुकी हुई कक्षा पर है, जबकि आंतरिक बाइनरी Aa/Ab महत्वपूर्ण कक्षीय गति प्रदर्शित करती है जो द्रव्यमान निर्धारण के लिए अपर्याप्त है।

मूल लेखक: Ricardo Hernández Garnica (IRyA-UNAM), Laurent Loinard (IRyA-UNAM, BHI-Harvard), Carlos Carrasco-González (IRyA-UNAM), Jazmín Ordóñez-Toro (IRyA-UNAM), Johanan Ramírez-Arellano (IRyA-UNAM), María José

प्रकाशित 2026-07-17

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CC BY 4.0

मूल लेखक: Ricardo Hernández Garnica (IRyA-UNAM), Laurent Loinard (IRyA-UNAM, BHI-Harvard), Carlos Carrasco-González (IRyA-UNAM), Jazmín Ordóñez-Toro (IRyA-UNAM), Johanan Ramírez-Arellano (IRyA-UNAM), María José Maureira (MPE), Isaac C. Radley (Leeds), Eleonora Bianchi (INAF), Claire J. Chandler (NRAO), Luis F. Rodríguez (IRyA-UNAM), Rosa M. Torres (CUCEI, UdG), Aina Palau (IRyA-UNAM)

मूल पेपर CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। ✨ नीचे दिए गए पेपर की यह व्याख्या AI से तैयार की गई है। इसे लेखकों ने न तो लिखा है, न इसका समर्थन किया है। तकनीकी सटीकता के लिए मूल पेपर देखें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें

रात के आकाश को एक स्थिर पेंटिंग के रूप में नहीं, बल्कि एक हलचल भरे ब्रह्मांडीय नृत्य मंच (cosmic dance floor) के रूप में कल्पना करें जहाँ तारे जन्म लेते हैं, घूमते हैं और कभी-कभी एक-दूसरे से टकरा जाते हैं। इन तारकीय परिवारों के निर्माण और विकास को समझने के लिए, खगोलविदों को उनकी गतिविधियों को अविश्वसनीय सटीकता के साथ ट्रैक करने की आवश्यकता होती है। यह बिल्कुल वैसा ही है जैसे यह पता लगाने की कोशिश करना कि राजमार्ग पर दो कारें एक-दूसरे की ओर आ रही हैं, एक-दूसरे से दूर जा रही हैं, या बस एक ही लेन में चल रही हैं, इसके लिए वर्षों के अंतराल पर उनकी स्थितियों के चित्र लेना। सबसे युवा, सबसे छिपे हुए शिशु तारों—जिन्हें प्रोटोस्टार (protostars) कहा जाता है—के लिए यह विशेष रूप से कठिन है क्योंकि वे धूल की मोटी चादरों में लिपटे होते हैं जो दृश्य प्रकाश को रोक देती हैं। इस धुंध के पार देखने के लिए, खगोलविद विशाल रेडियो टेलीस्कोप का उपयोग करते हैं जो सुपर-पावर्ड आँखों की तरह काम करते हैं, और उन रेडियो तरंगों को सुनते हैं जो ये नन्हे तारे उत्सर्जित करते हैं। दशकों तक इन सूक्ष्म गतिविधियों को ट्रैक करके, वैज्ञानिक उन अदृश्य बलों, जैसे कि गुरुत्वाकर्षण, का पता लगा सकते हैं जो इन तारों को एक साथ खींच रहे हैं या उन्हें अलग फेंक रहे हैं, जिससे हमें उस अराजक नर्सरी को समझने में मदद मिलती है जहाँ हमारा अपना सूर्य भी कभी रहा होगा।

एक नए अध्ययन में, खगोलविदों की एक टीम ने VLA 1623–2417 नामक एक प्रसिद्ध ब्रह्मांडीय परिवार पर गहराई से नज़र डाली है। यह केवल एक अकेला शिशु तारा नहीं है; यह एक जटिल चतुष्कोणीय प्रणाली (quadruple system) है, जिसका अर्थ है कि इसमें चार अलग-अलग घटक एक घनिष्ठ, गुरुत्वाकर्षण तालमेल (gravitational tango) में परस्पर क्रिया कर रहे हैं। यह प्रणाली ओफिउची ए कोर (Ophiuchi A core) के रूप में ज्ञात गैस और धूल के बादल में लगभग 137.3 पारसेक (लगभग 448 प्रकाश वर्ष) दूर स्थित है। यह परिवार एक घनिष्ठ बाइनरी जोड़ी (दो तारे जो एक-दूसरे के करीब घूम रहे हैं, जिन्हें Aa और Ab नाम दिया गया है), एक तीसरा तारा (B) जो उनसे एक निश्चित दूरी पर घूम रहा है, और एक चौथा सदस्य (W) जो पश्चिम की ओर थोड़ा दूर है, से मिलकर बना है।

मुख्य शोधकर्ता रिकार्डो हर्नांडेज़ गर्निका के नेतृत्व में, शोधकर्ताओं ने डेटा के एक विशाल संग्रह के साथ जासूसी करने का निर्णय लिया। उन्होंने दुनिया के सबसे शक्तिशाली रेडियो टेलीस्कोपों का उपयोग करके लगभग 34.5 वर्षों की अवधि में लिए गए 37 विभिन्न अवलोकनों को एकत्र किया: VLA (वेरी लार्ज एरे) और ALMA (अटाकामा लार्ज मिलीमीटर/सबमिलीमीटर एरे), साथ ही SMA और BIMA एरे से पुराना डेटा। इन दृश्यों को आपस में जोड़कर, उन्होंने सिस्टम की गति का एक हाई-डेफिनिशन मूवी बनाया, जिससे उन्हें "प्रॉपर मोशन" (proper motions)—यानी आकाश में प्रत्येक तारे के वास्तविक वेग और दिशा—को अभूतपूर्व सटीकता के साथ मापने में मदद मिली।

यहाँ उनके निष्कर्ष दिए गए हैं, जिन्हें परिवार के सदस्यों के अनुसार विभाजित किया गया है:

घनिष्ठ जोड़ा (Aa और Ab)
सबसे भीतरी जोड़ी, Aa और Ab, केवल लगभग 30 खगोलीय इकाई (au) की दूरी पर अलग हैं—यह दूरी हमारे संपूर्ण सौर मंडल के आकार के बराबर है। अध्ययन से पता चला कि वे निश्चित रूप से एक-दूसरे की परिक्रमा कर रहे हैं। हालाँकि, क्योंकि टीम के पास इस विशिष्ट जोड़ी के लिए केवल लगभग 11 वर्षों का डेटा था, इसलिए उन्होंने उनकी कक्षा का केवल एक छोटा सा हिस्सा ही देखा (जैसे अपने घर के सामने से गुजरती कार को केवल 10 सेकंड तक देखना और फिर उसकी पूरी लैप का अनुमान लगाना)। हालांकि वे तारों को चलते हुए देख सकते हैं, लेकिन वे अभी तक इन तारों के सटीक द्रव्यमान या उनकी कक्षा के पूर्ण आकार की पूरी निश्चितता के साथ गणना नहीं कर सकते हैं। डेटा बताता है कि वे एक-दूसरे से दूर जा रहे हैं, लेकिन उनकी कक्षा इतनी लंबी है (अनुमानित 400 से 500 वर्ष) कि 11 वर्ष ब्रह्मांडीय समय में बस एक पल के समान है।

मध्यम संतान (B)
तारा B, मध्य संतान है, जो Aa/Ab जोड़ी की लगभग 300 au की दूरी पर परिक्रमा कर रहा है। टीम ने B को पूरे 34.5 वर्षों तक ट्रैक किया। उनके माप दर्शाते हैं कि B धीरे-धीरे Aa/Ab जोड़ी के करीब आ रहा है। यह अंतर्मुखी गति पुष्टि करती है कि B, Aa/Ab जोड़ी से गुरुत्वाकर्षण रूप से बंधा हुआ है; वे एक वास्तविक पारिवारिक इकाई हैं, न कि केवल गुजरने वाले अजनबी। गणित बताता है कि पूरे A/B सिस्टम का कुल द्रव्यमान हमारे सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 2 गुना है।

बाहरी सदस्य (W)
सबसे रोमांचक खोज VLA 1623–2417 W के बारे में है, जो मुख्य समूह से लगभग 10 आर्कसेकंड (लगभग 1,400 au) दूर स्थित है। लंबे समय से, कुछ वैज्ञानिकों ने सोचा था कि W एक "रनवे" (runaway) तारा हो सकता है—परिवार का एक सदस्य जिसे किसी अराजक प्रारंभिक मुठभेड़ के दौरान गुरुत्वाकर्षण स्लिंगशॉट द्वारा हिंसक रूप से बाहर फेंका गया था।

नए डेटा ने इसे पूरी तरह से खारिज कर दिया है। W की गति को 32.5 वर्षों तक मापकर, टीम ने पाया कि W वास्तव में A/B सिस्टम की ओर बढ़ रहा है, जिसकी गति 1 से 2 किलोमीटर प्रति सेकंड है। यदि W को बाहर निकाला गया होता, तो वह दूर भाग रहा होता, न कि वापस आ रहा होता। तो, W क्या कर रहा है? लेखक सुझाव देते हैं कि या तो W परिवार का हिस्सा नहीं है और बस संयोग से उसी सामान्य दिशा में आगे बढ़ रहा पड़ोसी है, या यह परिवार का एक सदस्य है जो एक बहुत ही अजीब, अत्यधिक झुकी हुई कक्षा पर है जो इसे अभी दूसरों के करीब ला रही है।

एकतरफा जेट?
अध्ययन में तारा W के आसपास कुछ अजीब भी देखा गया। कुछ रेडियो छवियों में, W के डिस्क के लंबवत पश्चिम की ओर पदार्थ की एक हल्की "पूंछ" दिखाई देती है। यह गैस के जेट जैसा दिखता है जो एक दिशा में बाहर निकल रहा है। आमतौर पर, जेट तारों के दोनों ध्रुवों से एक दोहरे तरफ वाले फायरहोस की तरह निकलते हैं। लेखक सुझाव देते हैं कि W शायद एक "एकतरफा जेट" संचालित कर रहा है, संभवतः इसलिए क्योंकि कुछ दूसरी तरफ को ब्लॉक कर रहा है, हालांकि वे स्वीकार करते हैं कि सुनिश्चित होने के लिए उन्हें अधिक संवेदनशील टेलीस्कोप की आवश्यकता है।

निष्कर्ष
यह शोध पत्र हमें केवल बेहतर आंकड़े ही नहीं देता; यह इस कहानी को बदल देता है कि यह परिवार कैसे व्यवहार करता है। यह साबित करता है कि तारा W के लिए "रनवे" सिद्धांत गलत है। यह पुष्टि करता है कि भीतरी तिकड़ी (Aa, Ab, और B) एक बंधा हुआ गुरुत्वाकर्षण तंत्र हैं। और हालांकि यह अभी तक भीतरी बाइनरी (Aa/Ab) के सटीक द्रव्यमान को हल नहीं कर सकता क्योंकि उन्हें लंबे समय तक निगरानी करने की आवश्यकता है, यह अब तक उनकी गतिविधियों का सबसे सटीक मानचित्र प्रदान करता है।

लेखक सावधानीपूर्वक यह नोट करते हैं कि हालांकि उन्होंने W की दिशा के रहस्य को सुलझा लिया है, लेकिन भीतरी बाइनरी का पूर्ण कक्षीय नृत्य अभी भी भविष्य के लिए एक पहेली बना हुआ है। वे सुझाव देते हैं कि SKA या ngVLA जैसे अगली पीढ़ी के टेलीस्कोपों से और भी अधिक डेटा के साथ, हम अंततः इन नवजात तारों को पूरी तरह से तौल पाएंगे और समझ पाएंगे कि वे वास्तव में कैसे बने। फिलहाल, हम जानते हैं कि VLA 1623–2417 एक स्थिर, परस्पर क्रिया करने वाला परिवार है जहाँ "बहिष्कृत" वास्तव में घर लौट रहा है, या कम से कम उसी दिशा में चल रहा है।

तकनीकी सारांश: प्रोटोस्टेलर सिस्टम VLA 1623–2417 की सटीक प्रॉपर मोशन (Proper Motions)

समस्या विवरण
युवा तारकीय प्रणालियों के द्रव्यमान और गतिशील विकास को समझने के लिए सटीक प्रॉपर मोशन माप आवश्यक हैं। हालांकि, VLA 1623–2417 जैसे गहराई से दबे हुए प्रोटोस्टार्स के लिए, अत्यधिक एक्सटिंक्शन (extinction) के कारण ऑप्टिकल और नियर-इन्फ्रारेड अवलोकन वर्जित हैं। जबकि रेडियो इंटरफेरोमेट्री एक समाधान प्रदान करती है, इस विशिष्ट क्वाड्रपल सिस्टम के पिछले एस्ट्रोमेट्रिक अध्ययन छोटे समय अंतराल (लगभग 12 वर्ष) और बड़ी अनिश्चितताओं (5 mas yr⁻¹ के क्रम में त्रुटियां) द्वारा सीमित थे। इसके अलावा, केंद्रीय घटक A के लिए कभी भी प्रॉपर मोशन की रिपोर्ट नहीं की गई थी, और पश्चिमी घटक W की गतिशील स्थिति (कि वह बंधा हुआ है या उत्सर्जित हुआ है) अपर्याप्त डेटा परिशुद्धता के कारण संदिग्ध बनी हुई थी।

कार्यप्रणाली
लेखकों ने एटाकामा लार्ज मिलीमीटर/सबमिलीमीटर एरे (ALMA) और कार्ल जी. जान्स्की वेरी लार्ज एरे (VLA) से प्राप्त 37 आर्काइवल इंटरफेरोमेट्रिक अवलोकनों के साथ-साथ सबमिलीमीटर एरे (SMA) और बर्कले-इलिनोइस-मैरीलैंड एसोसिएशन (BIMA) एरे के ऐतिहासिक डेटा को मिलाकर एक व्यापक एस्ट्रोमेट्रिक विश्लेषण किया है। यह डेटासेट घटक B के लिए लगभग 34.5 वर्ष, घटक W के लिए 32.5 वर्ष और बाइनरी घटकों Aa और Ab के लिए 11 वर्ष के समय अंतराल (time baseline) तक फैला हुआ है।

डेटा रिडक्शन के लिए CASA और VLA पाइपलाइनों का उपयोग करते हुए मानक अंशांकन (calibration) प्रक्रियाओं का पालन किया गया, जिसमें दूषित विज़िबिलिटी को फ्लैग करने और गेन सुधार (gain corrections) लागू करने पर विशेष ध्यान दिया गया। स्रोतों के लिए टू-डायमेंशनल गॉसियन फंक्शन फिट करके उनकी स्थिति निर्धारित की गई। उच्च परिशुद्धता सुनिश्चित करने के लिए, लेखकों ने कच्चे पदों (raw positions) पर दो महत्वपूर्ण सुधार लागू किए:

गेन कैलिब्रेटर सुधार (Gain Calibrator Correction): गेन कैलिब्रेटर्स के सूचीबद्ध पदों में समय के साथ होने वाले परिवर्तनों के लिए समायोजन।
पैरलैक्स सुधार (Parallax Correction): स्रोत के ज्ञात त्रिकोणमितीय पैरलैक्स (7.28 ± 0.06 mas) का उपयोग करके जियोसेंट्रिक निर्देशांकों को बेरीसेंट्रिक निर्देशांकों में बदलना।

सिस्टमैटिक त्रुटियों, जैसे कि अवशिष्ट चरण त्रुटियों (residual phase errors) और खगोलीय संदूषण (जैसे कि जेट से फ्री-फ्री उत्सर्जन), को औपचारिक फिटिंग त्रुटियों में क्वाड्रेटिक रूप से जोड़कर प्रबंधित किया गया, जिससे लगभग एक के बराबर कम $\text{reduced } \chi^2$ मान सुनिश्चित हुए। पूर्ण प्रॉपर मोशन (absolute proper motions) को रैखिक गति मानते हुए निकाला गया, जबकि सापेक्ष गतियों (relative motions) की गणना पूर्ण गतियों को घटाकर और घटकों के बीच कोणीय ऑफसेट को सीधे फिट करके की गई।

मुख्य योगदान और परिणाम

घटक A के लिए प्रथम पूर्ण प्रॉपर मोशन: यह अध्ययन केंद्रीय स्रोत A और इसके रिज़ॉल्व्ड बाइनरी घटकों, Aa और Ab के लिए पहले पूर्ण प्रॉपर मोशन मापों को प्रस्तुत करता है। बाइनरी जोड़ी महत्वपूर्ण सापेक्ष गति प्रदर्शित करती है, जो कक्षीय गतिविधि (orbital activity) का संकेत देती है।
B और W के लिए बेहतर परिशुद्धता: B और W के लिए पूर्ण प्रॉपर मोशन पिछले साहित्य के मानों से लगभग एक क्रम बेहतर अनिश्चितता के साथ निर्धारित किए गए हैं। लेखक नोट करते हैं कि मापी गई गतियां लोकल स्टैंडर्ड ऑफ रेस्ट के सापेक्ष सूर्य की रिफ्लेक्स मोशन (reflex motion) द्वारा संचालित हैं; शेष विचित्र वेग (peculiar velocities) क्रमशः A, B और W के लिए 4.7, 5.3 और 6.0 किमी प्रति सेकंड हैं।
Aa/Ab की कक्षीय गतिशीलता (Orbital Dynamics): Aa और Ab के बीच सापेक्ष प्रॉपर मोशन यह दर्शाता है कि वे अलग हो रहे हैं, विशेष रूप से डिक्लिनेशन (declination) में। orbitize! पैकेज का उपयोग करके ऑर्बिट फिटिंग लगभग 400 वर्षों के कक्षीय काल (orbital period) का सुझाव देती है। हालांकि, 11-वर्षीय बेसलाइन ऑर्बिट के केवल एक छोटे हिस्से को कवर करती है, जिससे ऑर्बिटल सॉल्यूशन में अनिश्चितताएं (degeneracies) उत्पन्न होती हैं। दो संभावित मॉडल पहचाने गए: एक जो ~1.0 $M_\odot$ द्रव्यमान का सुझाव देता है (जो सर्कमबाइनरी डिस्क के साथ संरेखित ऑर्बिट के अनुरूप है) और दूसरा जो ~0.4 $M_\odot$ का सुझाव देता है (जिसके लिए अत्यधिक मिसअलाइन्ड ऑर्बिट की आवश्यकता है)। लेखक निष्कर्ष निकालते हैं कि वर्तमान चरण में केवल एस्ट्रोमेट्री से एक अद्वितीय ऑर्बिट फिट प्राप्त नहीं किया जा सकता है।
A/B सिस्टम की गतिशीलता: सापेक्ष प्रॉपर मोशन पुष्टि करते हैं कि घटक A और B एक-दूसरे के करीब आ रहे हैं, जो लगभग 2 $M_\odot$ के कुल द्रव्यमान और लगभग 1,000 से 1,200 वर्षों के कक्षीय काल के साथ एक गुरुत्वाकर्षण रूप से बंधे सिस्टम के अनुरूप है।
घटक W की गतिशीलता: A और B के सापेक्ष W की सापेक्ष प्रॉपर मोशन इंगित करती है कि इसकी आंतरिक गति (inward motion) हो रही है, जहाँ अनुमानित पृथक्करण (projected separations) 1 से 2 किमी प्रति सेकंड की दर से कम हो रहा है। यह निष्कर्ष सीधे उन पिछली परिकल्पनाओं का खंडन करता है जो सुझाव देती थीं कि W को सिस्टम से गतिशील रूप से उत्सर्जित (ejected) किया गया था।
W में एकतरफा जेट (One-Sided Jet): विश्लेषण सेंटीमीटर तरंग दैर्ध्य (wavelengths) पर W के राइट एस्केंशन (right ascension) में मिलीमीटर डेटा की तुलना में विसंगति प्रकट करता है, जहाँ पश्चिम की ओर लगातार एक माध्यमिक शिखर (secondary peak) देखा गया है। लेखक इसे W द्वारा संचालित एक एकतरफा जेट के प्रमाण के रूप में व्याख्या करते हैं, जो इसके लगभग एज-ऑन (edge-on) सर्कमस्टेंशियल डिस्क के लंबवत है।

महत्व और दावे
यह शोध दावा करता है कि इसका प्राथमिक महत्व VLA 1623–2417 सिस्टम के लिए अब तक के सबसे सटीक एस्ट्रोमेट्रिक प्रतिबंध प्रदान करने में निहित है। समय अंतराल को बढ़ाकर और माप परिशुद्धता में सुधार करके, यह अध्ययन निश्चित रूप से इस परिदृश्य को खारिज करता है कि घटक W को A/B सिस्टम से गतिशील रूप से उत्सर्जित किया गया था। इसके बजाय, लेखक तर्क देते हैं कि W या तो A/B घटकों से अनबाउंड (unbound) है या एक अत्यधिक झुके हुए (लगभग एज-ऑन) या अत्यधिक उत्केंद्रित (eccentric) कक्षा पर गति कर रहा है।

Aa/Ab बाइनरी के संबंध में, लेखक विनम्रतापूर्वक कहते हैं कि हालांकि महत्वपूर्ण कक्षीय गति का पता चला है, लेकिन ऑर्बिट के केवल एक छोटे हिस्से के नमूना लेने के कारण केवल एस्ट्रोमेट्री से द्रव्यमान का विश्वसनीय अनुमान लगाना कठिन है। वे सुझाव देते हैं कि दशकों तक भविष्य की निगरानी, जो संभावित रूप से डायनेमिकल स्टेबिलिटी स्टडीज और SKA या ngVLA जैसी सुविधाओं के उच्च-रिज़ॉल्यूशन अवलोकनों के साथ संयुक्त हो, ऑर्बिटल डिजेनेरेसी को हल करने और सिस्टम के द्रव्यमान को सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए आवश्यक होगी। W में एक संभावित एकतरफा जेट का पता चलना जांच के एक नए मार्ग को खोलता है, हालांकि इसके पुष्टिकरण के लिए गहरे रेडियो इमेजिंग की आवश्यकता है।

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