கருந்துளையை நெருங்கும் நட்சத்திரங்கள் ஏன் மங்கலாகின்றன?

பெரும்பாலான விண்மீன் திரள்களின் மையத்தில் ஒரு பேரளவு கருந்துளை இருப்பதாக வானியலாளர்கள் கருதுகின்றனர். அதனை நெருங்கும் நட்சத்திரங்கள் சில நேரங்களில் முழுமையாக அழிக்கப்படாமல் தப்பி, மீண்டும் மீண்டும் நெருக்கமாகச் செல்லும்போது ஒவ்வொரு முறையும் புதிய ஒளித்தெறிப்பை உருவாக்குகின்றன — இவை 'மீண்டும் நிகழும் பகுதி அலை-சிதைவு நிகழ்வுகள்' (rpTDEs) எனப்படும். ஒரே நட்சத்திரம் ஒரே கருந்துளையுடன் பலமுறை தொடர்பு கொள்வதை வான்வெளி அகல அளவு கண்காணிப்பு ஆய்வுகள் மூலம் வானியலாளர்களால் கவனிக்க முடிகிறது. ஆனால் இவற்றில் சில, ஒவ்வொரு முறையும் ஒரே அளவு ஒளிர்வதற்குப் பதிலாக, படிப்படியாக மங்கலாகின்றன — இதற்கான விளக்கத்தை சிராகியூஸ் பல்கலைக்கழக வானியற்பியலாளர்கள் அளித்துள்ளனர். இவ்வாய்வு தி ஆஸ்ட்ரோபிசிகல் ஜர்னலில் வெளியானது; முனைவர் பட்ட ஆய்வாளர் அனன்யா பந்தோபாத்யாய தலைமையில், பேராசிரியர் எரிக் காக்ளின், பட்டமேற்படிப்புக்குப் பிந்தைய ஆய்வாளர் பெஞ்சமின் அமெண்ட் ஆகியோருடன் இணைந்து இயற்பியல் துறையில் இது மேற்கொள்ளப்பட்டது.

வழக்கமான டைடல் டிஸ்ரப்ஷன் நிகழ்வில் (TDE), கருந்துளையின் ஈர்ப்புவிசை நெருங்கும் நட்சத்திரத்தின் ஒரு பக்கத்திலிருந்து மறுபக்கத்திற்கு மிக வேறுபடுவதால், நட்சத்திரம் முழுமையாகச் சிதைந்துவிடும்; இதனால் உருவாகும் விண்மீன் குப்பைகள் கருந்துளையை நோக்கிச் சரிந்து, நாட்களிலிருந்து மாதங்கள் வரை ஒளியை வெளியிடும். ஆனால் பகுதி TDE-இல், முழுச் சிதைவுக்கான வரம்பைக் கடக்காத நட்சத்திரம் தன் நிறையின் ஒரு பகுதியை மட்டுமே இழக்கும்; அதன் தப்பிய மையப்பகுதி சுற்றுவட்டப் பாதையிலேயே தொடர்ந்திருந்து, மாதங்கள் அல்லது ஆண்டுகள் இடைவெளியில் மேலும் நெருக்கமாகச் சென்று, ஒவ்வொரு முறையும் மேலும் பொருளை உதிர்க்கும். இவை 'மீண்டும் நிகழும் பகுதி TDE-கள்' (rpTDEs) என அழைக்கப்படுகின்றன.

இதுவரை அடையாளம் காணப்பட்ட சுமார் 10 மீள்நிகழ் அமைப்புகளில், நான்கில் ஒளித்தெறிப்புகள் படிப்படியாக மங்கலாகியிருப்பதாகக் காணப்பட்டது. முந்தைய ஹைட்ரோடைனமிக் சிமுலேஷன்கள் இதை விளக்குவதில் சிக்கல் கண்டன: ஒவ்வொரு முறையும் நட்சத்திரம் குறைவான பொருளை இழந்தாலும், கருந்துளையின் ஈர்ப்புவிசை ஒவ்வொரு தொடர்புக்குப் பிறகும் நட்சத்திரத்தைச் சுழலவைக்கும் திருப்புமை தரும்; இதனால் மேலும் அடர்த்தியாகத் திரும்பும் பொருள் ஏறத்தாழ அதே உச்சப் பிரகாசத்துடன் ஒளித்தெறிப்பை உருவாக்கும் என்று கணிக்கப்பட்டது. 'இதைப் பற்றி நாங்கள் இரண்டு ஆண்டுகளாகக் குழம்பிக் கிடந்தோம்' என்று பந்தோபாத்யாய கூறினார்.

இப்புதிய ஆய்வு ஒரு விடுபட்ட கூறை சேர்க்கிறது: கருந்துளையுடனான முதல் தொடர்புக்கு முன்பே வேகமாகச் சுழன்றுகொண்டிருந்த ஒரு நட்சத்திரம். அத்தகைய நட்சத்திரத்தை பிற்கால தொடர்புகளில் அதிகமாகச் சுழலவைக்க முடியாது என்பதால், உதிர்ந்த பொருள் கருந்துளையை நோக்கித் திரும்பும் நேரம் ஒப்பீட்டளவில் நிலையாகவே இருக்கும்; இதனால், படிப்படியாகக் குறைவான பொருள் உதிரும்போது, உச்ச திரும்புவிகிதமும் — அதனால் ஒளித்தெறிப்பின் உச்சப் பிரகாசமும் — ஒவ்வொரு முறையும் குறைந்துவிடும், இது வானியலாளர்கள் கவனித்த நிகழ்வுடன் பொருந்துகிறது.

நெருங்கும் ஒரு நட்சத்திரம் ஏன் ஏற்கெனவே இவ்வளவு வேகமாகச் சுழல்கிறது, மேலும் சில மாதங்களில் சுற்றிவரும் அளவுக்கு அது ஒரு பேரளவு கருந்துளையுடன் எவ்வாறு இறுக்கமாகப் பிணைக்கப்படுகிறது என்ற கேள்வியை இக்கண்டுபிடிப்பு எழுப்புகிறது. இதற்கான ஒரு சாத்தியமான விளக்கமாக ஆய்வாளர்கள் ஹில்ஸ் பொறிமுறையை (Hills mechanism) சுட்டிக்காட்டுகின்றனர்: இறுக்கமான இரட்டை நட்சத்திர அமைப்பு ஒரு பேரளவு கருந்துளையை நெருங்கும்போது, அதன் ஈர்ப்புவிசை அந்த ஜோடியைப் பிளந்து, ஒரு நட்சத்திரத்தை வெளியே தூக்கியெறிந்து, மற்றொன்றை இறுக்கமான சுற்றுவட்டப் பாதைக்குள் சிக்கவைக்கிறது. மிக இறுக்கமான இரட்டை அமைப்பில் உள்ள நட்சத்திரங்கள் 'அலைவசப்பட்டு' (tidally locked), தங்கள் இணை சுற்றும் வேகத்திலேயே தங்கள் அச்சில் சுழலத் தொடங்கலாம்.