Pa 30, SN 1181 का अवशेष: जेमिनी नॉर्थ ने आतिशबाज़ी जैसे तंतुओं में गाँठें खोजीं

शर्मिष्ठा तारामंडल में एक नया तारा

4 से 6 अगस्त 1181 के बीच प्रेक्षकों ने शर्मिष्ठा तारामंडल में एक ऐसी जगह एक तारा देखा, जहाँ पहले कोई तारा नहीं चमकता था। वह 185 दिन तक दिखाई देता रहा, और आठ अलग-अलग लिखित विवरणों में उसका ज़िक्र है। ये स्वतंत्र विवरण आपस में मेल खाते हैं, इसलिए हम भरोसे के साथ जानते हैं कि वह कब प्रकट हुआ और मोटे तौर पर कहाँ।

SN 1181 हमारी आकाशगंगा के उन केवल पाँच सुपरनोवा में से एक है, जो दूरबीन के आविष्कार से पहले दिखे और जिनके अच्छे लिखित विवरण मौजूद हैं। इतने बड़े विस्फोट के बाद मलबे का एक फैलता हुआ बादल बचना चाहिए, इसलिए खगोलविदों ने ऐसे बादल की खोज की। लंबे समय तक 3C 58 नाम का अवशेष इसका सबसे प्रबल दावेदार माना जाता रहा, पर उसकी अनुमानित उम्र इस पहचान पर गहरा संदेह पैदा करती है। इस तरह SN 1181 पिछले हज़ार वर्षों का अकेला ऐतिहासिक सुपरनोवा रह गया, जिसका कोई पुष्ट अवशेष नहीं मिला था।

वह तारा जो अपने ही विस्फोट के बाद बचा रहा

Pa 30 की खोज 2013 में जाकर हुई, और वह भी किसी पेशेवर खगोलविद ने नहीं की। अमेरिकी शौकिया खगोलविद डाना पैचिक WISE उपग्रह के अवरक्त डेटा में ग्रहीय नीहारिकाएँ खोज रहे थे, तभी उनकी नज़र इस पर पड़ी। यह उनकी खोजी हुई 30वीं नीहारिका थी, और इसके नाम की संख्या यहीं से आई है।

2021 में आंद्रेयास रिटर के नेतृत्व वाली एक टीम ने इसे SN 1181 से जोड़ा। Pa 30 की गैस लगभग 1,100 किमी/सेकंड के वेग से चल रही है, और इस वेग से बादल को अपने मौजूदा आकार तक पहुँचने में लगभग एक हज़ार साल लगे होंगे। इसकी स्थिति भी चीनी और जापानी विवरणों में बताई गई जगह से 3.5 डिग्री के भीतर मेल खाती है।

Pa 30 की सबसे अनोखी बात उसके केंद्र का तारा IRAS 00500+6713 है। इसकी सतह का तापमान लगभग 2,00,000 केल्विन है, और इससे लगभग 16,000 किमी/से के वेग वाला तारकीय पवन बहता है। लगता है कि तारे और उसके बादल, दोनों में न हाइड्रोजन है, न हीलियम। ऐसा रासायनिक संघटन दो सफ़ेद बौने तारों के विलय से मेल खाता है; सफ़ेद बौने वे घने क्रोड हैं, जिन्हें सूर्य जैसे तारे पीछे छोड़ जाते हैं। ऐसे विलय से Iax प्रकार का सुपरनोवा हो सकता है। साधारण Ia प्रकार का विस्फोट फटने वाले सफ़ेद बौने को पूरी तरह नष्ट कर देता है, जबकि Iax प्रकार का विस्फोट कमज़ोर और अधूरा होता है, इसलिए उसके बाद भी एक तारा बचा रहता है। Pa 30 आकाशगंगा में Iax प्रकार का अकेला ज्ञात अवशेष है।

गाँठों से बनी आतिशबाज़ी

आयनित गंधक की रोशनी में ली गई पहले की छवियों में लगभग 170 चाप सेकंड चौड़ा एक बादल दिखा था (तीन चाप मिनट से थोड़ा कम, यानी पूर्णिमा के चाँद की चौड़ाई का लगभग दसवाँ हिस्सा)। उसमें दर्जनों सीधे तंतु फैले थे, जो सब केंद्र के तारे की सीध में थे। इसी बनावट के कारण Pa 30 की तुलना आतिशबाज़ी से की जाती है।

नई छवियाँ जेमिनी नॉर्थ पर लगे GMOS स्पेक्ट्रोग्राफ से आई हैं, और उनका विश्लेषण टिमोथी कनिंघम और इलारिया कायात्सो के नेतृत्व वाली एक टीम ने किया है। इनमें पहले के अध्ययनों की तुलना में लगभग दस गुना ज़्यादा तंतु दिखते हैं, और यह भी पता चलता है कि ये तंतु एकसार धारियाँ नहीं, बल्कि छोटी-छोटी गाँठों की लड़ियाँ हैं, जैसे धागे में पिरोए मनके। अनुमान है कि एक सामान्य गाँठ लगभग 100 अरब किलोमीटर चौड़ी है, यानी पृथ्वी से सूर्य की दूरी के कई सौ गुना। छवियों से पहली बार यह भी पता चलता है कि ऑक्सीजन की मंद चमक उन्हीं तंतुओं से आती है, जिनसे गंधक की रोशनी निकलती है।

गाँठें इसलिए अहम हैं, क्योंकि अगर पदार्थ पूरी तरह एकसमान ढंग से बाहर बहता, तो प्रवाह एकसार ही रहता। गाँठों की लड़ी से संकेत मिलता है कि तारे के आसपास की गैस का तापमान या घनत्व जगह-जगह अलग था, और बाहर की ओर बहते मलबे को इन्हीं अंतरों ने टुकड़ों में तोड़ दिया। तंतु आख़िर बने कैसे, इस पर अब भी बहस जारी है; पर अब हर मॉडल को इन गाँठों की व्याख्या भी करनी होगी।

टीम ने यह भी पाया कि नीहारिका का ज्यामितीय केंद्र तारे की स्थिति से मेल खाता है। अगर विस्फोट असममित होता, तो वह बचे हुए तारे को धकेलकर केंद्र से हटा देता। तारा अब भी बीच में है, इसलिए किसी भी तरफ़ लगे धक्के ने उसे लगभग 100 किमी/सेकंड से कम वेग ही दिया होगा। इससे लगता है कि विस्फोट काफ़ी हद तक सममित था।

Pa 30 आकाश में कहाँ है, और वह फ़ोटोग्राफ़ी का लक्ष्य क्यों है

Pa 30 शर्मिष्ठा तारामंडल में है; उसका विषुवांश 0 घंटे 53 मिनट 11 सेकंड और दिक्पात +67° 30′ है। इतने दिक्पात के कारण वह लगभग 22.5° उत्तरी अक्षांश से उत्तर में कहीं भी कभी अस्त नहीं होता, इसलिए यूरोप से और उत्तरी अमेरिका के ज़्यादातर हिस्से से वह हमेशा क्षितिज के ऊपर रहता है। अक्टूबर की शुरुआत में वह आधी रात के आसपास आकाश में सबसे ऊँचा होता है, नवंबर और दिसंबर में शाम को, और जनवरी में अंधेरा होने के आसपास। लगभग 22.5° दक्षिणी अक्षांश से दक्षिण में वह कभी उगता ही नहीं। वह हमसे लगभग 7,500 प्रकाश वर्ष (2.3 किलोपारसेक) दूर है।

लगता है कि इस नीहारिका का कोई दृश्य कांतिमान प्रकाशित नहीं हुआ है, और उसके तंतुओं की विस्तृत छवियाँ संकीर्ण बैंड फ़िल्टर लगी पेशेवर दूरबीनों से आई हैं; इनमें सबसे ताज़ा छवियाँ जेमिनी नॉर्थ की हैं। यह संकीर्ण बैंड फ़िल्टरों के साथ लंबे एक्सपोज़र वाली फ़ोटोग्राफ़ी का लक्ष्य है, नेत्रिका में आँख लगाकर देखने का नहीं।