कुछ बाइनरी सितारे असामान्य हैं। उनमें हमारे सूर्य की तरह एक मुख्य अनुक्रम तारा है, जबकि दूसरा एक “मृत” सफेद बौना तारा है जो अपने पीछे संलयन छोड़ गया है और केवल अवशिष्ट गर्मी उत्सर्जित करता है। जब मुख्य अनुक्रम तारा एक लाल दानव में परिवर्तित हो जाता है, तो दोनों तारे एक सामान्य आवरण साझा करते हैं।
यह सामान्य लिफाफा चरण खगोल भौतिकी में एक बड़ा रहस्य है, और यह समझने के लिए कि क्या हो रहा है, खगोलविद मुख्य अनुक्रम-सफेद बौने बायनेरिज़ की एक सूची बना रहे हैं।
सामान्य लिफाफा (सीई) बायनेरिज़ महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे इसके पूर्वज हैं टाइप 1ए सुपरनोवा. जब मुख्य अनुक्रम तारा एक लाल दानव में बदल जाता है, तो कॉम्पैक्ट और गुरुत्वाकर्षण रूप से शक्तिशाली सफेद बौना पदार्थ को उससे दूर खींच लेता है। यह पदार्थ सफ़ेद बौने की सतह पर तब तक इकट्ठा होता है जब तक कि यह एक महत्वपूर्ण बिंदु तक नहीं पहुंच जाता और फिर सुपरनोवा के रूप में विस्फोटित हो जाता है।
सीई बायनेरिज़ इसलिए भी महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे गुरुत्वाकर्षण तरंगों को विलीन और उत्सर्जित कर सकते हैं, एक और खगोलीय घटना जिसे बेहतर समझ की आवश्यकता है।
नए शोध में, टोरंटो विश्वविद्यालय के खगोलविदों ने सीई बाइनरी होने की उच्च संभावनाओं वाले 52 उम्मीदवारों की पहचान की। शोध है “ओपन स्टार क्लस्टर्स में कैंडिडेट व्हाइट ड्वार्फ-मेन-सीक्वेंस बायनेरिज़ की पहली कैटलॉग: कॉमन लिफाफा इवोल्यूशन में एक नई विंडो।” यह एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशित हुआ है और मुख्य लेखिका स्टेफनी ग्रोनडिन हैं, जो यू ऑफ टी में खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी के लिए डेविड ए डनलप विभाग में स्नातक छात्र हैं।
लेखक अपने शोध में लिखते हैं, “इसके महत्व के बावजूद, सीई विकास द्विआधारी विकास में सबसे बड़ी अनिश्चितताओं में से एक हो सकता है।”
मुख्य लेखक ग्रोनडिन ने कहा, “बाइनरी सितारे हमारे ब्रह्मांड में एक बड़ी भूमिका निभाते हैं।” “यह अवलोकन नमूना हमें बायनेरिज़ के पूर्ण जीवन चक्र का पता लगाने की अनुमति देने में एक महत्वपूर्ण पहला कदम है और उम्मीद है कि यह हमें तारकीय विकास के सबसे रहस्यमय चरण को बाधित करने की अनुमति देगा।”
अनुसंधान में तीन स्रोतों से बड़े पैमाने पर डेटा सेट का उपयोग किया गया: ईएसए गैया अंतरिक्ष यानद पैन-स्टारआरएस1 सर्वेक्षण, और 2MASS सर्वेक्षण. टीम ने आकाशगंगा में 299 खुले तारा समूहों में उम्मीदवार मुख्य अनुक्रम-श्वेत बौना (एमएसडब्ल्यूडी) बायनेरिज़ के डेटासेट को संयोजित करने के लिए मशीन लर्निंग तकनीकों का उपयोग किया। खुले समूहों को इसलिए चुना गया क्योंकि वे सिस्टम के लिए एक स्वतंत्र आयु बाधा प्रदान कर सकते हैं, जिससे शोधकर्ताओं को सीई चरण से पहले से सीई चरण के बाद तक बायनेरिज़ के विकास का पता लगाने की अनुमति मिलती है। शोधकर्ताओं को 38 खुले समूहों में 52 उच्च संभावना वाले उम्मीदवार मिले।
यह संख्या ज्ञात MSWD बायनेरिज़ की संख्या में भारी वृद्धि है। पहले केवल दो ही ज्ञात थे। मशीन लर्निंग एक शक्तिशाली उपकरण है जो खगोलविदों को कठिन-से-पहचानने वाले परिणामों को उजागर करने के लिए विशाल डेटा सेट के साथ काम करने की अनुमति देता है, और यह अध्ययन कोई अपवाद नहीं है।
“मशीन लर्निंग के उपयोग ने हमें इन अद्वितीय प्रणालियों के लिए स्पष्ट हस्ताक्षरों की पहचान करने में मदद की, जिन्हें हम केवल कुछ डेटापॉइंट्स के साथ आसानी से पहचानने में सक्षम नहीं थे,” डेविड ए डनलप विभाग के प्रोफेसर, सह-लेखक जोशुआ स्पीगल कहते हैं। टी के यू में खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी और सांख्यिकीय विज्ञान विभाग। “इसने हमें सैकड़ों समूहों में अपनी खोज को स्वचालित करने की भी अनुमति दी, एक ऐसा कार्य जो असंभव होता अगर हम इन प्रणालियों को मैन्युअल रूप से पहचानने की कोशिश कर रहे होते।”
अध्ययन की सह-लेखिका मारिया ड्राउट यू ऑफ टी में डेविड ए. डनलप के खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी विभाग में प्रोफेसर भी हैं। ड्राउट का कहना है कि टीम के नतीजे बताते हैं कि हमारे ब्रह्मांड में कितनी चीजें “स्पष्ट दृश्य में छिपी हुई हैं” यदि हम ऐसा करते उन्हें देखने के लिए उपकरण. जैसे-जैसे हमारे टेलीस्कोप और सर्वेक्षण उपकरण अधिक समझदार होते जा रहे हैं और बड़े डेटा सेट एकत्र कर रहे हैं, हमारे मशीन-लर्निंग उपकरण इन डेटा सेटों को कम अपारदर्शी बना रहे हैं।
ड्राउट बताते हैं कि खुले समूहों में MSWD बायनेरिज़ ढूंढना महत्वपूर्ण है।
“हालांकि इस प्रकार की बाइनरी प्रणाली के कई उदाहरण हैं, लेकिन बहुत कम लोगों के पास अपने विकासवादी इतिहास को पूरी तरह से चित्रित करने के लिए आवश्यक उम्र की बाधाएं हैं। हालाँकि इन प्रणालियों की पुष्टि करने और उन्हें पूरी तरह से चित्रित करने के लिए बहुत काम बाकी है, लेकिन इन परिणामों का खगोल भौतिकी के कई क्षेत्रों पर प्रभाव पड़ेगा, ”ड्राउट बताते हैं।
सीई सिस्टम के विकास को कम समझा गया है। खगोलभौतिकीविदों को यह नहीं पता है कि सीई चरण के दौरान ऊर्जा का क्षय कैसे होता है, तारकीय धात्विकता सीई के विकास को कैसे प्रभावित करती है, या प्रारंभिक बाइनरी पैरामीटर सीई के बाद कक्षीय विन्यास की भविष्यवाणी कैसे करते हैं। ये उनके कुछ अनुत्तरित प्रश्न हैं।
यह अध्ययन उन सभी सवालों का जवाब नहीं दे सकता है, लेकिन एमएसडब्ल्यूडी बायनेरिज़ की सबसे बड़ी सूची तैयार करके, टीम शोधकर्ताओं के लिए प्रगति करने के लिए मंच तैयार कर रही है।
ग्रोनडिन और उनके सह-शोधकर्ताओं ने जेमिनी और लिक वेधशालाओं के साथ तीन प्रणालियों के सबसेट पर अनुवर्ती स्पेक्ट्रोस्कोपी की। उन्होंने उनमें से दो के MSWD बायनेरिज़ होने की पुष्टि की।
उन्होंने TESS, केप्लर और ज़्विकी ट्रांजिएंट सुविधा से अभिलेखीय प्रकाश वक्र भी प्राप्त किए। तीनों उम्मीदवारों ने अपने प्रकाश वक्रों में स्पष्ट परिवर्तनशीलता दिखाई। यह छोटी अवधि के बाइनरी में तेजी से एम-बौना रोटेशन या दीर्घवृत्ताकार मॉड्यूलेशन का संकेत दे सकता है। शोधकर्ता बताते हैं कि कैटलॉग एकल WDs या MS+MS बायनेरिज़ द्वारा दूषित हो सकता है, हालांकि बहुत अधिक नहीं।
नेटाल की किक संभवतः परिणामों को प्रभावित करेगी। एमएसडब्ल्यूडी के कई उम्मीदवार अपने मेजबान समूहों से ऑफसेट दिखाते हैं, जिससे पता चलता है कि जब डब्ल्यूडी का गठन हुआ था या सामान्य लिफाफा इजेक्शन के दौरान नेटल किक प्रदान की गई थी। चूंकि 78% खुले समूहों में उन्होंने उम्मीदवारों की कमी देखी, लेखकों का मानना है कि कुछ एमएसडब्ल्यूडी बायनेरिज़ को नेटल किक्स द्वारा उनके समूहों से बाहर निकाल दिया गया था।
लेखक अपने शोध में लिखते हैं, “आखिरकार, यह कैटलॉग पोस्ट-सीई सिस्टम को उनके पूर्व-सीई पूर्वजों से बेहतर ढंग से जोड़ने के लिए अवलोकन संबंधी बेंचमार्क का एक सेट प्राप्त करने की दिशा में पहला कदम है।”
उम्मीदवारों के अधिक स्पेक्ट्रोस्कोपिक अवलोकन एमएसडब्ल्यूडी बायनेरिज़ के रूप में उनमें से अधिक की पुष्टि करने में मदद करेंगे। एक विस्तारित खोज उन एमएसडब्ल्यूडी उम्मीदवारों की पहचान करने में भी मदद कर सकती है जिन्हें जन्म के समय उनके समूहों से बेदखल कर दिया गया है।
जैसा कि खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी में अक्सर होता है, शोधकर्ताओं को किसी निष्कर्ष पर पहुंचने से पहले एक बड़े डेटासेट की आवश्यकता होती है।
“आखिरकार, यह कैटलॉग सीई चरण पर अवलोकन संबंधी बाधाएं प्रदान करने के एक बड़े प्रयास में एक आवश्यक पहला कदम है,” लेखक लिखते हैं, यह देखते हुए कि इस नमूने में कुछ उम्मीदवारों का विस्तृत लक्षण वर्णन पहले से ही चल रहा है। बड़ा नमूना शोधकर्ताओं को प्री-सीई पूर्वजों के साथ पोस्ट-सीई बायनेरिज़ के द्रव्यमान को जोड़ने की अनुमति देगा।
“इन अवलोकन संबंधी बेंचमार्क के साथ, यह नमूना द्विआधारी विकास के सबसे अनिश्चित चरणों में से एक में महत्वपूर्ण नई अंतर्दृष्टि को अनलॉक करने के प्रयासों में सहायता करेगा,” लेखकों ने निष्कर्ष निकाला।
