अपने सूर्य के लिए बहुत बड़ा ग्रह खगोलविदों को एक्सोप्लैनेट गठन पुनर्विचार के लिए प्रेरित करता है – Utkal Mail
पेनसिल्वेनिया। कल्पना कीजिए कि आप एक किसान हैं जो मुर्गी घर में अंडे ढूंढ रहे हैं – लेकिन मुर्गी के अंडे के बजाय, आपको एक शुतुरमुर्ग का अंडा मिलता है, जो मुर्गी के अंडे से कहीं अधिक बड़ा है। हमारे खगोलविदों की टीम को कुछ ऐसा ही महसूस हुआ जब हमने इस साल की शुरुआत में एक विशाल ग्रह की खोज की, जो पृथ्वी से 13 गुना अधिक भारी, एक ठंडे, मंद लाल तारे के चारों ओर, पृथ्वी के सूर्य से नौ गुना कम भारी था। छोटा तारा, जिसे एम तारा कहा जाता है, न केवल पृथ्वी के सौर मंडल में सूर्य से छोटा है, बल्कि यह 100 गुना कम चमकीला है। ऐसे तारे की ग्रह-निर्माण डिस्क में इतने बड़े ग्रह को जन्म देने के लिए आवश्यक मात्रा में सामग्री नहीं होनी चाहिए।
रहने योग्य क्षेत्र ग्रह खोजक
पिछले दशक में, हमारी टीम ने पेन स्टेट में एक नया उपकरण डिजाइन और निर्मित किया, जो मानव आंख की संवेदनशीलता से परे तरंग दैर्ध्य पर इन मंद, ठंडे तारों से – निकट-अवरक्त में – जहां ऐसे ठंडे तारे उनकी रोशनी सबसे अधिक उत्सर्जित करते हैं, प्रकाश का पता लगाने में सक्षम है पश्चिम टेक्सास में 10-मीटर हॉबी-एबर्ली टेलीस्कोप से जुड़ा हमारा उपकरण, जिसे हैबिटेबल ज़ोन प्लैनेट फाइंडर कहा जाता है, किसी तारे के वेग में सूक्ष्म परिवर्तन को माप सकता है जब कोई ग्रह गुरुत्वाकर्षण से उसे खींचता है। यह तकनीक, जिसे डॉपलर रेडियल वेलोसिटी तकनीक कहा जाता है, बहिर्ग्रह का पता लगाने के लिए बहुत अच्छी है।
“एक्सोप्लैनेट” एक्स्ट्रासोलर और ग्रह शब्दों का एक संयोजन है, इसलिए यह शब्द किसी तारे के चारों ओर कक्षा में किसी भी ग्रह के आकार के पिंड पर लागू होता है जो पृथ्वी का सूर्य नहीं है। तीस साल पहले, डॉपलर रेडियल वेग अवलोकनों ने 51 पेगासी बी की खोज को सक्षम किया था, जो सूर्य जैसे तारे की परिक्रमा करने वाला पहला ज्ञात बहिर्ग्रह था। आने वाले दशकों में हम जैसे खगोलशास्त्रियों ने इस तकनीक में सुधार किया है। इन तेजी से और अधिक सटीक मापों का एक महत्वपूर्ण लक्ष्य है: रहने योग्य क्षेत्रों में चट्टानी ग्रहों की खोज को सक्षम करना, सितारों के आसपास के क्षेत्र जहां तरल पानी ग्रह की सतह पर बनाए रखा जा सकता है। डॉपलर तकनीक में अभी तक सूर्य के आकार के तारों के चारों ओर पृथ्वी के द्रव्यमान वाले ग्रहों के रहने योग्य क्षेत्र की खोज करने की क्षमता नहीं है। लेकिन ठंडे और मंद एम तारे उसी पृथ्वी के आकार के ग्रह के लिए एक बड़ा डॉपलर हस्ताक्षर दिखाते हैं।
तारे का द्रव्यमान कम होने के कारण वह परिक्रमा कर रहे ग्रह द्वारा अधिक खींचा जाता है। और कम चमक से रहने योग्य क्षेत्र करीब आ जाता है और कक्षा छोटी हो जाती है, जिससे ग्रह का पता लगाना भी आसान हो जाता है। इन छोटे तारों के आसपास के ग्रह वे ग्रह थे जिन्हें खोजने के लिए हमारी टीम ने रहने योग्य क्षेत्र ग्रह खोजक को डिज़ाइन किया था। हमारी नई खोज, साइंस जर्नल में प्रकाशित, एक विशाल ग्रह की, जो ठंडे मंद एम तारे एलएचएस 3154 के करीब परिक्रमा कर रहा है, एक वास्तविक आश्चर्य के रूप में सामने आया। एलएचएस 3154बी: वह ग्रह जिसका अस्तित्व नहीं होना चाहिए ग्रह गैस और धूल से बनी डिस्क में बनते हैं।
ये डिस्क धूल के कणों को एक साथ खींचती हैं जो बड़े होकर कंकड़ बन जाते हैं और अंततः मिलकर एक ठोस ग्रहीय कोर बनाते हैं। एक बार कोर बनने के बाद, ग्रह गुरुत्वाकर्षण से ठोस धूल, साथ ही आसपास की गैस जैसे हाइड्रोजन और हीलियम को खींच सकता है। लेकिन इसे सफलतापूर्वक करने के लिए बहुत सारे द्रव्यमान और सामग्रियों की आवश्यकता होती है। ग्रहों के निर्माण के इस तरीके को कोर एक्रीशन कहा जाता है। एलएचएस 3154 जितना कम द्रव्यमान वाला तारा, सूर्य से नौ गुना कम द्रव्यमान वाला, उसके अनुरूप कम द्रव्यमान वाला ग्रह बनाने वाली डिस्क होनी चाहिए।
ऐसे कम द्रव्यमान वाले तारे के चारों ओर एक सामान्य डिस्क में पर्याप्त ठोस सामग्री या द्रव्यमान नहीं होना चाहिए जो ऐसे ग्रह को बनाने के लिए पर्याप्त भारी कोर बनाने में सक्षम हो। हमारी टीम द्वारा किए गए कंप्यूटर सिमुलेशन से, हमने निष्कर्ष निकाला कि ऐसे ग्रह को आम तौर पर ग्रह-निर्माण डिस्क के प्रत्यक्ष अवलोकन से अनुमान से कम से कम 10 गुना अधिक विशाल डिस्क की आवश्यकता होती है। एक अलग ग्रह निर्माण सिद्धांत, गुरुत्वाकर्षण अस्थिरता – जहां डिस्क में गैस और धूल एक ग्रह बनाने के लिए सीधे गुजरती है – एक बहुत विशाल डिस्क के बिना ऐसे ग्रह के गठन की व्याख्या करने के लिए भी संघर्ष करती है।
सबसे आम सितारों के आसपास के ग्रह
ठंडे, मंद एम तारे हमारी आकाशगंगा में सबसे आम तारे हैं। हैबिटेबल जोन प्लैनेट फाइंडर और अन्य उपकरणों से की गई खोजों से खगोलविदों को पता है कि सबसे विशाल एम सितारों के आसपास की कक्षाओं में विशाल ग्रह सूर्य जैसे सितारों के आसपास की तुलना में कम से कम 10 गुना दुर्लभ हैं। और हम एलएचएस 3154बी की खोज तक – कम से कम बड़े एम सितारों के आसपास करीबी कक्षाओं में ऐसे किसी भी बड़े ग्रह के बारे में नहीं जानते हैं। यह समझने से कि हमारे सबसे अच्छे पड़ोसियों के आसपास ग्रह कैसे बनते हैं, हमें यह समझने में मदद मिलेगी कि ग्रह सामान्य रूप से कैसे बनते हैं और सबसे असंख्य प्रकार के सितारों के आसपास चट्टानी दुनिया कैसे बनती और विकसित होती है। शोध की यह पंक्ति खगोलविदों को यह समझने में भी मदद कर सकती है कि क्या एम सितारे जीवन का समर्थन करने में सक्षम हैं।
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