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ब्रह्मांड के सितारे: जन्म, जीवन और मृत्यु

ASTRONOMERS ESTIMATE THAT THE UNIVERSE COULD CONTAIN UP TO ONE SEPTILLION STARS – THAT’S A ONE FOLLOWED BY 24 ZEROS. OUR MILKY WAY ALONE CONTAINS MORE THAN 100 BILLION, INCLUDING OUR MOST WELL-STUDIED STAR, THE SUN.STARS ARE GIANT BALLS OF HOT GAS – MOSTLY HYDROGEN, WITH SOME HELIUM AND SMALL AMOUNTS OF OTHER ELEMENTS. EVERY STAR HAS ITS OWN LIFE CYCLE, RANGING FROM A FEW MILLION TO TRILLIONS OF YEARS, AND ITS PROPERTIES CHANGE AS IT AGES.

The Helix nebula, imaged here, lies 650 light-years away in the constellation Aquarius. Also known as NGC 7293, it is a typical example of planetary nebulae. NASA/JPL-Caltech

-A NASA FEATURE TRANSLATED BY USHA RAWAT-

खगोलविदों का अनुमान है कि ब्रह्मांड में एक सेप्टिलियन (septillion) तक तारे हो सकते हैं – यानी 1 के बाद 24 शून्य। हमारी मंदाकिनी (Milky Way) में ही 100 अरब से अधिक तारे हैं, जिनमें हमारा सबसे अच्छी तरह से अध्ययन किया गया तारा, सूर्य भी शामिल है।

तारे गर्म गैस के विशाल गोले होते हैं – जिनमें ज्यादातर हाइड्रोजन, कुछ हीलियम और कम मात्रा में अन्य तत्व होते हैं। हर तारे का अपना जीवन चक्र होता है, जो कुछ मिलियन से लेकर खरबों वर्षों तक का हो सकता है, और उम्र बढ़ने के साथ इसके गुण बदलते रहते हैं।

जन्म

तारे गैस और धूल के विशाल बादलों में बनते हैं जिन्हें आणविक बादल (molecular clouds) कहा जाता है। ये बादल सूर्य के द्रव्यमान से 1,000 से 10 मिलियन गुना तक बड़े हो सकते हैं और सैकड़ों प्रकाश-वर्ष तक फैले हो सकते हैं। आणविक बादल ठंडे होते हैं, जिससे गैस आपस में जुड़कर उच्च-घनत्व वाले पॉकेट बनाती है। इनमें से कुछ झुंड एक-दूसरे से टकरा सकते हैं या अधिक पदार्थ इकट्ठा कर सकते हैं, जिससे द्रव्यमान बढ़ने के साथ उनका गुरुत्वाकर्षण बल मजबूत होता जाता है।

अंततः, गुरुत्वाकर्षण के कारण इनमें से कुछ झुंड ढह (collapse) जाते हैं। जब ऐसा होता है, तो घर्षण के कारण पदार्थ गर्म हो जाता है, जिससे अंततः एक प्रोटोस्टार (protostar) यानी एक ‘नन्हा तारा’ विकसित होता है। आणविक बादलों से हाल ही में बने तारों के समूहों को अक्सर ‘स्टेलर क्लस्टर’ कहा जाता है, और स्टेलर क्लस्टर से भरे आणविक बादलों को नक्षत्र नर्सरी (stellar nurseries) कहा जाता है।

 The edge of a nearby stellar nursery called NGC 3324, found at the northwest corner of the Carina Nebula, forms the “mountains” and “valleys” spanning this image captured by the James Webb Space Telescope. NASA, ESA, CSA, and STScI

जीवन

शुरुआत में, प्रोटोस्टार की अधिकांश ऊर्जा उसके शुरुआती संकुचन (collapse) से निकलने वाली गर्मी से आती है। लाखों वर्षों के बाद, तारे के केंद्र (core) में अत्यधिक दबाव और तापमान हाइड्रोजन परमाणुओं के नाभिक (nuclei) को एक साथ दबाकर हीलियम बनाते हैं, इस प्रक्रिया को परमाणु संलयन (nuclear fusion) कहा जाता है।

परमाणु संलयन से ऊर्जा निकलती है, जो तारे को गर्म करती है और उसे गुरुत्वाकर्षण के बल के कारण और अधिक ढहने से रोकती है। खगोलविद उन तारों को मुख्य अनुक्रम तारे (main sequence stars) कहते हैं जो हाइड्रोजन से हीलियम के परमाणु संलयन की स्थिर प्रक्रिया से गुजर रहे हैं। यह तारे के जीवन का सबसे लंबा चरण होता है। इस चरण के दौरान लाखों या अरबों वर्षों में तारे की चमक, आकार और तापमान धीरे-धीरे बदलता है। हमारा सूर्य अपने मुख्य अनुक्रम चरण के लगभग आधे रास्ते पर है।

तारे की गैस उसका ईंधन है, और उसका द्रव्यमान (mass) यह निर्धारित करता है कि वह कितनी तेज़ी से अपने ईंधन की खपत करता है। कम द्रव्यमान वाले तारे बहुत विशाल तारों की तुलना में अधिक समय तक, मध्यम चमक के साथ और ठंडे होकर जलते हैं। अधिक विशाल तारों को अपने वजन के नीचे ढहने से बचाने के लिए ऊर्जा उत्पन्न करने हेतु उच्च दर पर ईंधन जलाना पड़ता है। कुछ कम द्रव्यमान वाले तारे खरबों वर्षों तक चमकेंगे – जो कि ब्रह्मांड की वर्तमान आयु से भी अधिक है – जबकि कुछ विशाल तारे केवल कुछ मिलियन वर्ष ही जीवित रहेंगे।

 Our Sun, a main sequence star, emits a strong solar flare flashes in this image captured by NASA’s Solar Dynamics Observatory. NASA/SDO

 

मृत्यु

एक तारे के जीवन के अंत की शुरुआत में, इसके कोर में हीलियम में बदलने के लिए हाइड्रोजन खत्म हो जाती है। संलयन द्वारा उत्पन्न ऊर्जा तारे के अंदर दबाव बनाती है जो गुरुत्वाकर्षण के खिंचाव को संतुलित करती है, इसलिए (ईंधन खत्म होने पर) कोर ढहने लगता है। लेकिन कोर के सिकुड़ने से उसका तापमान और दबाव भी बढ़ जाता है, जिससे तारा धीरे-धीरे फूलने लगता है। हालांकि, तारे की मृत्यु के अंतिम चरणों का विवरण उसके द्रव्यमान पर निर्भर करता है।

    • कम द्रव्यमान वाले तारे: इनका वातावरण तब तक फैलता रहेगा जब तक कि वे सबजायंट (subgiant) या जायंट (giant) तारा नहीं बन जाते, जबकि कोर में संलयन हीलियम को कार्बन में बदलता है। (कई अरब वर्षों में हमारे सूर्य का भी यही हश्र होगा।) कुछ जायंट तारे अस्थिर हो जाते हैं और स्पंदित (pulsate) होते हैं, जिससे उनका वातावरण समय-समय पर फूलता और बाहर निकलता रहता है। अंततः, तारे की सभी बाहरी परतें उड़ जाती हैं, जिससे धूल और गैस का एक फैलता हुआ बादल बनता है जिसे प्लैनेटरी नेबुला (planetary nebula) कहते हैं। तारे का जो कुछ भी बचता है वह उसका कोर है, जिसे अब व्हाइट ड्वार्फ (white dwarf) या श्वेत वामन कहा जाता है—यह पृथ्वी के आकार का एक अवशेष है जो अरबों वर्षों में धीरे-धीरे ठंडा होता है।

  • उच्च द्रव्यमान वाले तारे: ये और आगे जाते हैं। संलयन कार्बन को ऑक्सीजन, नियॉन और मैग्नीशियम जैसे भारी तत्वों में बदल देता है, जो कोर के लिए भविष्य का ईंधन बन जाते हैं। सबसे बड़े तारों के लिए, यह श्रृंखला तब तक जारी रहती है जब तक कि सिलिकॉन से लोहा (iron) नहीं बन जाता। ये प्रक्रियाएं ऊर्जा पैदा करती हैं जो कोर को ढहने से रोकती हैं, लेकिन प्रत्येक नया ईंधन इसे कम और कम समय देता है। सिलिकॉन से लोहा बनने तक, तारे का ईंधन कुछ ही दिनों में खत्म हो जाता है। अगला कदम लोहे को किसी भारी तत्व में मिलाना होगा, लेकिन ऐसा करने के लिए ऊर्जा छोड़ने के बजाय ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

तारे का लोहे का कोर तब तक ढहता है जब तक कि नाभिक के बीच के बल उसे रोक नहीं देते, फिर यह वापस उछलता (rebound) है। यह बदलाव एक शॉक वेव बनाता है जो तारे के माध्यम से बाहर की ओर यात्रा करती है। इसका परिणाम एक बहुत बड़ा विस्फोट होता है जिसे सुपरनोवा (supernova) कहा जाता है। कोर एक अविश्वसनीय रूप से घने अवशेष के रूप में जीवित रहता है, या तो एक न्यूट्रॉन तारा (neutron star) या एक ब्लैक होल (black hole)

सुपरनोवा और अन्य खगोलीय घटनाओं द्वारा अंतरिक्ष में फेंका गया पदार्थ भविष्य के आणविक बादलों को समृद्ध करेगा और तारों की अगली पीढ़ी का हिस्सा बनेगा।

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