एक्सोप्लैनेट शोधकर्ता आश्चर्यों के आदी हो चुके हैं, लेकिन लावा ग्रह ग्रहीय विचित्रताओं की सूची में एक विशेष स्थान रखते हैं। ये ऐसे ग्रह हैं जो अपने तारों के इतने निकट परिक्रमा करते हैं कि उनकी सतहें पिघली हुई चट्टान हो सकती हैं। जितने अधिक निकट और गर्म वे होते हैं, खगोलविदों की अपेक्षा उतनी ही अधिक होती है कि वे वाष्पित सतह सामग्री से उत्पन्न गैसीय आवरण में लिपटे होंगे।
अब इस अपेक्षा की परीक्षा हो रही है। The Astrophysical Journal Letters में नवप्रकाशित एक अध्ययन HD 3167 b के अवलोकनों का वर्णन करता है, जो पृथ्वी के आकार का एक लावा ग्रह है जो तापमान स्पेक्ट्रम के ठंडे सिरे पर स्थित है, फिर भी ऐसा प्रतीत होता है कि इसमें अभी भी वायुमंडल हो सकता है। संयुक्त राज्य अमेरिका, यूनाइटेड किंगडम, चीन और स्पेन के शोधकर्ताओं की एक टीम द्वारा किया गया यह कार्य NASA के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) पर निर्भर करता है ताकि यह जांचा जा सके कि ग्रह थर्मल रूप से कैसे व्यवहार करता है।
ग्रहीय विज्ञान के लिए लावा ग्रह क्यों महत्वपूर्ण हैं
एक्सोप्लैनेट ग्रह निर्माण, ग्रहीय विकास और यह कि दूर के ग्रह हमारी जानी-पहचानी जीवन का समर्थन कर सकते हैं या नहीं, की हमारी समझ को चुनौती देते रहते हैं। वैज्ञानिक अक्सर अपने सौरमंडल के ग्रहों को समानुपातिक उदाहरण के रूप में देखते हैं, लेकिन वे तुलनाएँ केवल एक सीमा तक ही काम आती हैं। अत्यंत छोटी कक्षीय अवधि वाले एक्सोप्लैनेट का अध्ययन शोधकर्ताओं को बार-बार यह पुनर्विचार करने पर मजबूर करता है कि कोई ग्रह अपने जीवनकाल में क्या सहन कर सकता है।
हाल के वर्षों में लावा ग्रह इस चर्चा में गंभीरता से शामिल हुए हैं, और सबसे चरम उदाहरण वे हैं जो अपने मेजबान तारों के खतरनाक रूप से निकट परिक्रमा करते हैं। इस वर्ग के अधिक गर्म सदस्यों के लिए भौतिकी अपेक्षाकृत सुव्यवस्थित लगती थी: अत्यधिक तापमान सतह को पिघला देता है, पिघली हुई सामग्री गैस में बदल जाती है, और वह गैस ग्रह को वायुमंडल के रूप में घेर लेती है। इसके विपरीत, ठंडे लावा ग्रहों को आम तौर पर नग्न चट्टान के रूप में देखा गया था, जो स्पष्ट रूप से किसी भी वायुमंडल से वंचित प्रतीत होते थे।
HD 3167 b इस स्पष्ट विभाजन को जटिल बनाता है। यह लावा-ग्रह श्रेणी के ठंडे सिरे से संबंधित है, फिर भी नए अवलोकन संकेत देते हैं कि यह उतना बंजर नहीं हो सकता जितना इसका तापमान सुझाता है।
HD 3167 b के अवलोकनों के भीतर
HD 3167 b पृथ्वी से लगभग 154 प्रकाश-वर्ष दूर स्थित है। इसकी त्रिज्या पृथ्वी की लगभग 1.6 गुना और द्रव्यमान पृथ्वी का लगभग 4.8 गुना है, और यह अपने K-प्रकार के तारे की परिक्रमा लगभग 0.96 पृथ्वी दिनों में पूरी करता है — हमारे ग्रह पर एक दिन से भी छोटा एक वर्ष।
इसका मेजबान एक K-प्रकार का तारा है, जो सूर्य से छोटा और ठंडा दोनों है। खगोलविदों का अनुमान है कि K-प्रकार के तारे मिल्की वे आकाशगंगा में तारों की सबसे बड़ी आबादी बनाते हैं, जिससे उनकी परिक्रमा करने वाले ग्रह उन शोधकर्ताओं के लिए विशेष रूप से रोचक हो जाते हैं जो यह समझने का प्रयास कर रहे हैं कि आकाशगंगा में विशिष्ट ग्रहीय परिस्थितियाँ कितनी सामान्य हो सकती हैं।
द्वितीयक ग्रहण से किसी ग्रह की ऊष्मा पढ़ना
यह जांचने के लिए कि HD 3167 b में वायुमंडल है या नहीं, शोध दल ने द्वितीयक ग्रहण के JWST अवलोकनों पर भरोसा किया। यह ज्यामिति अधिक परिचित पारगमन से भिन्न है। पारगमन तब होता है जब कोई ग्रह अपने तारे के सामने से गुजरता है, जिससे तारे का प्रकाश कुछ समय के लिए मंद हो जाता है। द्वितीयक ग्रहण तब होता है जब ग्रह अपने तारे के पीछे से गुजरता है, जिससे तारे के प्रकाश को ग्रह स्वयं जो उत्सर्जित कर रहा है उससे अलग किया जा सकता है।
यही अंतर नए परिणाम को संभव बनाता है। जब JWST ने अपने द्वितीयक ग्रहण के दौरान HD 3167 b का अवलोकन किया, तो ग्रह की सतह शोधकर्ताओं की पहले की परिकल्पना से कहीं अधिक ठंडी निकली।
आश्चर्यजनक रूप से ठंडी सतह का क्या अर्थ हो सकता है
शोधकर्ताओं के अनुसार, वह अप्रत्याशित रूप से कम तापमान ग्रह की सतह पर कुछ होने की ओर संकेत कर सकता है: दिन की ओर की ऊष्मा रात की ओर पुनर्वितरित हो सकती है। दूसरे शब्दों में, ग्रह अपनी ऊष्मा को अंतरिक्ष में उस तरह वापस नहीं विकिरण कर रहा होगा जैसे कोई नग्न, वायुहीन चट्टान करती है।
दिन की ओर बनाम रात की ओर का अंतर यहाँ बहुत मायने रखता है। अपने तारों के इतने निकट परिक्रमा करने वाले ग्रह ज्वारीय रूप से लॉक होते हैं, जिसका अर्थ है कि एक गोलार्ध स्थायी रूप से तारे की ओर रहता है जबकि दूसरा शाश्वत अंधकार में रहता है। वायुमंडल रहित ग्रह पर, यह विन्यास दोनों अर्धभागों के बीच एक विशाल तापमान अंतर उत्पन्न करेगा — एक तपता दिन पक्ष और एक हिमशीत रात पक्ष। एक गोलार्ध से दूसरे में ऊष्मा स्थानांतरित करने वाला तंत्र उस अंतर को कम करेगा, और वायुमंडल ठीक यही करने के लिए सबसे स्वाभाविक उम्मीदवारों में से एक है।
एक ठंडा लावा ग्रह जिसमें अभी भी वायुमंडल हो सकता है
कुल मिलाकर, अवलोकन एक सिद्ध तथ्य के बजाय एक संभावना की ओर संकेत करते हैं। HD 3167 b में वायुमंडल हो सकता है, भले ही यह उन लावा ग्रहों से ठंडा है जिन्हें सामान्यतः गैसीय आवरण से जोड़ा जाता है। यदि यह व्याख्या टिकती है, तो यह उस सीधी धारणा को चुनौती देगी कि अकेले तापमान यह तय करता है कि कोई लावा ग्रह वायुमंडल बनाए रखता है या खो देता है।
यह निष्कर्ष मौजूदा ढाँचे को उलटता नहीं बल्कि उस पर दबाव डालता है। अधिक गर्म लावा ग्रहों में वायुमंडल होना पुष्ट हो चुका है, और ठंडे ग्रहों में वे अनुपस्थित पाए गए हैं। HD 3167 b इन दो समूहों के बीच की असुविधाजनक जगह पर स्थित है, और यही कारण है कि यह दिलचस्प है।
एक नज़र में मुख्य तथ्य
- ग्रह: HD 3167 b, पृथ्वी के आकार का एक लावा ग्रह
- दूरी: पृथ्वी से लगभग 154 प्रकाश-वर्ष
- आकार और द्रव्यमान: पृथ्वी की त्रिज्या का लगभग 1.6 गुना और पृथ्वी के द्रव्यमान का 4.8 गुना
- कक्षा: एक K-प्रकार के तारे के चारों ओर लगभग 0.96 पृथ्वी दिन
- उपकरण: NASA का जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप
- तकनीक: द्वितीयक ग्रहण अवलोकन, जब ग्रह अपने तारे के पीछे से गुजरता है
- मुख्य परिणाम: सतह पहले की परिकल्पना से अधिक ठंडी है, जो ऊष्मा पुनर्वितरण और संभावित वायुमंडल की ओर संकेत करती है
- प्रकाशन: The Astrophysical Journal Letters
- शोध दल: संयुक्त राज्य अमेरिका, यूनाइटेड किंगडम, चीन और स्पेन के वैज्ञानिक
यह परिणाम क्यों महत्वपूर्ण है
लावा ग्रह चरम ग्रहीय भौतिकी के लिए प्राकृतिक प्रयोगशालाएँ हैं। चूँकि वे अपने तारों के इतने निकट परिक्रमा करते हैं, वे ऐसा विकिरण अनुभव करते हैं जो हमारे सौरमंडल का कोई भी ग्रह सहन नहीं करता, और उनके छोटे वर्षों का अर्थ है कि शोधकर्ता तापन और शीतलन के बार-बार होने वाले चक्रों को अपेक्षाकृत शीघ्रता से देख सकते हैं। इनमें से किसी भी ग्रह का प्रत्येक नया मापन एक ऐसी तस्वीर में एक डेटा बिंदु जोड़ता है जो अभी भी बहुत हद तक निर्माणाधीन है।
HD 3167 b विशेष रूप से मूल्यवान है क्योंकि यह नमूने को उस दिशा में विस्तृत करता है जो काफी हद तक खाली थी। यदि ठंडे लावा ग्रह वायुमंडल बनाए रख सकते हैं, भले ही रुक-रुक कर, तो "नग्न चट्टान" और "गैस से ढके ग्रह" के बीच की सीमा उस सरल तापमान-आधारित नियम से कहीं अधिक धुँधली है। इसके परिणामस्वरूप, यह प्रभावित करता है कि खगोलविद किसी ग्रह के जीवनकाल में वायुमंडलों के नुकसान और प्रतिधारण को कैसे मॉडल करते हैं।
शेष खुले प्रश्न
सबसे अधिक दबाव वाला प्रश्न यह है कि क्या HD 3167 b में वास्तव में वायुमंडल है या कोई अन्य प्रक्रिया इसकी अपेक्षा से अधिक ठंडी सतह की व्याख्या करती है। गैसीय आवरण की उपस्थिति की पुष्टि करने, और यह पहचानने कि वह आवरण किससे बना है, के लिए अतिरिक्त अवलोकन और विश्लेषण की आवश्यकता होगी। टीम का साक्ष्य दिलचस्प है, लेकिन यह एक संभावना के लिए साक्ष्य है, किसी निर्णय के लिए नहीं।
दूसरा प्रश्न इस बारे में है कि ऐसा वायुमंडल आखिरकार टिक कैसे सकता है। ठंडे लावा ग्रहों में वायुमंडल की कमी मानी जाती थी, और यह समझना कि HD 3167 b जैसे ग्रह को वायुमंडल बनाए रखने की अनुमति क्या देता है — यदि वह देता है — तो अल्प-अवधि वाले ग्रहों पर वायुमंडलीय पलायन और सतह अंतःक्रियाओं के मॉडलों को और सटीक बनाएगा।
फिलहाल, HD 3167 b इस बात की याद दिलाता है कि आकाशगंगा के सबसे चरम ग्रह शायद ही कभी उन नियमों का पालन करते हैं जो वैज्ञानिक उनके लिए लिखते हैं। JWST के लावा ग्रहों का अवलोकन जारी रखने के साथ, आने वाले वर्षों में यह पता चलना चाहिए कि यह ठंडा अपवाद एक अपवाद है या इस बात का पहला संकेत है कि श्रेणी को ही पुनर्विचार की आवश्यकता है।
यह लेख Universe Today की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।
Originally published on universetoday.com
