“super-puff’ ग्रह जैसा कोई दूसरा नहीं,जानें पूरी रिपोर्ट

विशालकाय एक्सोप्लैनेट WASP-107b का मुख्य द्रव्यमान बहुत कम है, जो कि बृहस्पति और शनि जैसे विशाल ग्रहों के आसपास के विशाल गैस लिफाफे के निर्माण के लिए आवश्यक समझा गया था, यूनिवर्सिट डे डे मॉन्ट्रियल के खगोलविदों ने पाया है। इस पेचीदा खोज को पीएच.डी. यूडीएम के इंस्टीट्यूट फॉर रिसर्च ऑन एक्सोप्लेनेट्स (आईआरईएक्स) के छात्र कैरोलिन पियुलेट का सुझाव है कि गैस-विशाल ग्रह पहले की तुलना में बहुत अधिक आसानी से बनाते हैं।

पियुलेट UdeM खगोल भौतिकी के प्रोफेसर ब्योर्न बेनेके की ग्राउंडब्रेकिंग रिसर्च टीम का हिस्सा है जिसने 2019 में अपने तारे के रहने योग्य क्षेत्र में स्थित एक एक्सोप्लैनेट पर पानी की पहली खोज की घोषणा की। Benneke ने कहा कि आज कनाडा, अमेरिका, जर्मनी और जापान के सहयोगियों के साथ एस्ट्रोनॉमिकल जर्नल में प्रकाशित WASP-107b के आंतरिक ढांचे के नए विश्लेषण के बड़े निहितार्थ हैं।

“यह काम विशाल नींव को बताता है कि विशाल ग्रह कैसे बन और विकसित हो सकते हैं,” उन्होंने कहा। “यह ठोस सबूत प्रदान करता है कि गैस लिफाफे के बड़े पैमाने पर अभिवृद्धि को उन कोर के लिए ट्रिगर किया जा सकता है जो कि जितना सोचा जा सकता है उससे बहुत कम है।”

बृहस्पति जितना बड़ा लेकिन 10 गुना हल्का

WASP-107b का पहली बार 2017 में WASP-107 के आसपास पता चला था, जो कि पृथ्वी से लगभग 212 प्रकाश वर्ष पहले कन्या नक्षत्र में था। यह ग्रह अपने तारे के बहुत करीब है – पृथ्वी की तुलना में 16 गुना ज्यादा सूर्य के करीब है। बृहस्पति जितना बड़ा लेकिन 10 गुना हल्का, WASP-107b कम से कम घने एक्सोप्लैनेट्स में से एक है: एक प्रकार जिसे खगोल भौतिकविदों ने “सुपर-पफ” या “कॉटन-कैंडी” ग्रहों के रूप में डब किया है।

पियुलेट और उनकी टीम ने पहली बार हवाई में केएके वेधशाला में प्राप्त WASP-107b के अवलोकनों का उपयोग किया ताकि इसके द्रव्यमान का अधिक सटीक आकलन किया जा सके। उन्होंने रेडियल वेग विधि का उपयोग किया, जो वैज्ञानिकों को ग्रह के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के कारण अपने मेजबान तारे की डगमग गति को देखकर ग्रह के द्रव्यमान का निर्धारण करने की अनुमति देता है। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि WASP-107b का द्रव्यमान बृहस्पति के लगभग दसवें या पृथ्वी के लगभग 30 गुना है।

तब टीम ने ग्रह की सबसे अधिक संभावना आंतरिक संरचना को निर्धारित करने के लिए एक विश्लेषण किया था। वे एक आश्चर्यजनक निष्कर्ष पर आए: इतने कम घनत्व के साथ, ग्रह के पास पृथ्वी के द्रव्यमान से चार गुना अधिक नहीं का एक ठोस कोर होना चाहिए। इसका मतलब है कि 85 प्रतिशत से अधिक द्रव्यमान इस कोर को घेरने वाली गैस की मोटी परत में शामिल है। तुलनात्मक रूप से, नेप्च्यून, जिसका WASP-107b के समान द्रव्यमान है, उसके गैस द्रव्यमान में उसके कुल द्रव्यमान का केवल 5 से 15 प्रतिशत है।

“हम WASP-107b के बारे में बहुत सारे सवाल थे,” पियाउलेट ने कहा। “इस तरह के कम घनत्व वाले ग्रह कैसे हो सकते हैं? और इसने गैस की अपनी विशाल परत को भागने से कैसे बचाए रखा, विशेष रूप से ग्रह की अपने तारे से निकटता को देखते हुए।

“इसने हमें इसके गठन के इतिहास को निर्धारित करने के लिए गहन विश्लेषण करने के लिए प्रेरित किया।”

बनाने में एक गैस विशाल

ग्रह धूल और गैस के रूप में होते हैं जो एक युवा तारे को घेरते हैं जिसे प्रोटोप्लानेटरी डिस्क कहते हैं। गैस-विशाल ग्रह निर्माण के शास्त्रीय मॉडल बृहस्पति और शनि पर आधारित हैं। इनमें, पृथ्वी से कम से कम 10 गुना अधिक ठोस कोर को डिस्क के फैलने से पहले बड़ी मात्रा में गैस संचित करने की आवश्यकता होती है। बड़े पैमाने पर कोर के बिना, गैस-विशाल ग्रहों को अपने बड़े गैस लिफाफे को बनाने और बनाए रखने के लिए आवश्यक महत्वपूर्ण सीमा को पार करने में सक्षम नहीं माना गया था।

फिर WASP-107b के अस्तित्व की व्याख्या कैसे करें, जिसमें बहुत कम विशाल कोर है? मैकगिल यूनिवर्सिटी के प्रोफेसर और WREP-107b जैसे सुपर-पफ ग्रहों पर एक विश्व प्रसिद्ध विशेषज्ञ, IREx के सदस्य ईव ली की कई परिकल्पनाएं हैं। “WASP-107b के लिए, सबसे प्रशंसनीय परिदृश्य यह है कि ग्रह तारा से बहुत दूर बनता है, जहां डिस्क में गैस पर्याप्त ठंडी होती है कि गैस का उत्सर्जन बहुत जल्दी हो सकता है,” उसने कहा। “ग्रह बाद में डिस्क के साथ या सिस्टम में अन्य ग्रहों के साथ बातचीत के माध्यम से, अपनी वर्तमान स्थिति में स्थानांतरित करने में सक्षम था।”

एक दूसरे ग्रह की खोज, WASP-107c

WASP-107 प्रणाली की Keck टिप्पणियों में पिछले अध्ययनों की तुलना में बहुत अधिक समय लगता है, जिससे UdeM के नेतृत्व वाली अनुसंधान टीम को एक अतिरिक्त खोज करने की अनुमति मिलती है: एक दूसरे ग्रह, WASP-107c का अस्तित्व, जिसके द्रव्यमान के साथ एक तिहाई बृहस्पति, जो WASP-107b की तुलना में काफी अधिक है।

WASP-107c भी केंद्रीय स्टार से बहुत दूर है; WASP-107b के लिए केवल 5.7 दिनों की तुलना में, इसके चारों ओर एक कक्षा को पूरा करने में तीन साल लगते हैं। यह भी दिलचस्प है: इस दूसरे ग्रह की सनक उच्च है, जिसका अर्थ है कि इसके तारे के चारों ओर प्रक्षेपवक्र गोलाकार से अधिक अंडाकार है। “WASP-107c कुछ मायनों में है कि इसकी प्रणाली में जो कुछ हुआ उसकी स्मृति को बनाए रखा है,” पियुलेट ने कहा। “इसकी बड़ी विलक्षणता एक अराजक अतीत में संकेत देती है, ग्रहों के बीच बातचीत के साथ जो महत्वपूर्ण विस्थापन का कारण बन सकता है, जैसे कि WASP-107b के लिए संदिग्ध।”

कई और सवाल

इसके गठन के इतिहास से परे, अभी भी WASP-107b के आसपास कई रहस्य हैं। 2018 में प्रकाशित हबल स्पेस टेलीस्कोप के साथ ग्रह के वायुमंडल के अध्ययन ने एक आश्चर्य का खुलासा किया: इसमें बहुत कम मीथेन होता है।

“अजीब बात है, क्योंकि इस प्रकार के ग्रह के लिए, मीथेन प्रचुर मात्रा में होना चाहिए,” पियुलेट ने कहा। “अब हम हबल की टिप्पणियों को ग्रह के नए द्रव्यमान के साथ देख रहे हैं कि यह कैसे परिणामों को प्रभावित करेगा, और यह जांचने के लिए कि क्या तंत्र मीथेन के विनाश की व्याख्या कर सकता है।” युवा शोधकर्ता WASP-107b का अध्ययन जारी रखने की योजना बना रहे हैं, उम्मीद है कि 2021 में लॉन्च होने वाले जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप के साथ, जो कि ग्रह के वायुमंडल की संरचना का अधिक सटीक विचार प्रदान करेगा।

“WASP-107b जैसे एक्सोप्लैनेट्स, जिनका हमारे सौर मंडल में कोई एनालॉग नहीं है, हमें सामान्य रूप से ग्रह निर्माण के तंत्र और एक्सोप्लैनेट्स के परिणामस्वरूप विविधता को समझने की अनुमति देते हैं,” उसने कहा। “यह हमें उन्हें महान विस्तार से अध्ययन करने के लिए प्रेरित करता है।” “WASP-107b का घनत्व और भी कम है: कैरोलीन पियुलेट एट अल। द्वारा गैस लिफ़ाफ़े अभिवृद्धि और कक्षीय प्रवास के भौतिकी के लिए एक केस स्टडी”, आज एस्ट्रोनॉमिकल जर्नल में पोस्ट किया गया था।