TESS सर्वेक्षण में 27 नए circumbinary planet उम्मीदवार मिले

दो सूर्यों वाले ग्रहों की खोज का दायरा बढ़ा

NASA के Transiting Exoplanet Survey Satellite, या TESS, के डेटा का विश्लेषण करने वाले astronomers का कहना है कि उन्होंने binary star systems के चारों ओर परिक्रमा करने वाले 27 नए candidate planets की पहचान की है। यह खोज exoplanet science की अधिक कठिन सीमाओं में से एक को आगे बढ़ाती है: circumbinary planets, यानी वे दुनिया जो एक के बजाय gravitationally bound दो सितारों के चारों ओर घूमती हैं।

इन candidate systems की रिपोर्ट Monthly Notices of the Royal Astronomical Society में प्रकाशित एक अध्ययन में की गई, जिसे संयुक्त राज्य और ऑस्ट्रेलिया के शोधकर्ताओं ने तैयार किया। उनकी मुख्य प्रगति पद्धतिगत है। केवल standard transit technique पर निर्भर रहने के बजाय, टीम ने apsidal precession नामक एक अलग संकेत का उपयोग किया, ताकि उन systems में ग्रह खोजे जा सकें जहाँ पारंपरिक detection विशेष रूप से कठिन है।

यह परिणाम अभी 27 नई दुनियाओं की अंतिम पुष्टि नहीं करता। ये वस्तुएँ अभी भी candidates हैं, और size जैसी प्रमुख भौतिक विशेषताएँ अभी अनिश्चित हैं। लेकिन survey से संकेत मिलता है कि astronomers binary systems में planets की एक पर्याप्त संख्या को अनदेखा कर सकते थे, क्योंकि सामान्य उपकरण केवल उन आसान orbital geometries की ओर झुके रहते हैं जिन्हें देखना सरल होता है।

Circumbinary planets खोजना इतना कठिन क्यों है

अधिकांश exoplanet discovery अभी भी transit method से शुरू होती है, जिसमें पृथ्वी से हमारी दृष्टि के अनुसार जब एक planet अपने host star के सामने से गुजरता है तो starlight में आने वाली छोटी गिरावट मापी जाती है। यह तकनीक एकल तारों के आसपास बेहद सफल रही है। Binary systems इस चित्र को जटिल बना देती हैं।

एक circumbinary system में, दो तारे एक-दूसरे की परिक्रमा करते हैं जबकि ग्रह दोनों के चारों ओर घूमता है। यह geometry moving targets, अनियमित timing, और साफ transits के लिए बहुत सीमित viewing angles पैदा करती है। व्यावहारिक रूप से, शोधकर्ता असली ग्रहों को चूक सकते हैं, सिर्फ इसलिए कि उनकी कक्षाएँ Earth-based observation के साथ ठीक से नहीं मिलतीं।

यह सीमा इसलिए मायने रखती है क्योंकि galaxy में binary stars बहुत आम हैं। यदि astronomers केवल transit detections पर बहुत अधिक निर्भर रहें, तो वे यह समझने में अधूरी तस्वीर बना सकते हैं कि ग्रह कहाँ बनते हैं और किस तरह के systems उन्हें संभाल सकते हैं।

अध्ययन की lead author, University of New South Wales, Sydney की Margo Thornton, ने कहा कि टीम एक ऐसी survey approach चाहती थी जो orbital orientation से सीमित न हो। इस कार्य का मूल वादा यही है: खोज को उस संकरे subset से आगे बढ़ाना जो पृथ्वी से देखने पर एक सुंदर transit दिखा देता है।

नई विधि: shadow crossings की बजाय orbital twists पढ़ना

टीम ने apsidal precession दिखाने वाले 1,590 eclipsing binary stars की जाँच की। सरल शब्दों में, apsidal precession समय के साथ कक्षा के आकार के धीरे-धीरे घूमने या मुड़ने को कहते हैं। ऐसे systems में, किसी planet का gravitational influence सितारों के orbital व्यवहार को सूक्ष्म रूप से बदल सकता है। इससे एक मापने योग्य संकेत मिलता है, भले ही ग्रह हमारी vantage point से दोनों तारों के सामने से सीधे न गुजरे।

इस संकेत को planetary clue के रूप में उपयोग करना खोज के लिए एक नया रास्ता खोलता है। दुर्लभ, अच्छी तरह aligned transit की प्रतीक्षा करने के बजाय, astronomers binary pair के dynamic व्यवहार से ग्रह की संभावित उपस्थिति का अनुमान लगा सकते हैं। यह तकनीक transit work को बदलती नहीं, लेकिन उन systems को लक्षित करके उसे पूरक बनाती है जिन्हें standard methods से जांचना कठिन रहा है।

इस sample से 27 candidates की खोज बताती है कि यह approach बड़े पैमाने पर लागू की जा सकती है। यदि इसी तरह के analyses बड़े datasets तक बढ़ाए जाएँ, तो circumbinary planets की ज्ञात संख्या काफी बढ़ सकती है। यह सिर्फ ग्रहों की गिनती के लिए नहीं, बल्कि यह समझने के लिए भी महत्वपूर्ण होगा कि अधिक जटिल gravitational choreography वाले environments में स्थिर planetary systems कैसे बनते हैं।

वैज्ञानिकों को अभी और क्या जानना है

वर्तमान candidates महत्वपूर्ण पहला कदम हैं, प्रक्रिया का अंत नहीं। अध्ययन नोट करता है कि उनकी physical properties अभी भी निर्णायक नहीं हैं। Astronomers को अभी भी यह पुष्टि करनी होगी कि हर signal वास्तव में ग्रह को दर्शाता है या नहीं, और फिर mass, radius, तथा orbital stability जैसी विशेषताएँ निर्धारित करनी होंगी।

अगला संभावित कदम radial velocity follow-up है। यह विधि परिक्रमा करते ग्रह से उत्पन्न wobble का पता लगाती है और वस्तु की पुष्टि करने तथा उसके गुणों को बेहतर बनाने में मदद कर सकती है। Single-star systems में, radial velocity transit observations का लंबे समय से मानक साथी रही है। Binaries में यह अधिक जटिल है, लेकिन पुष्टि के लिए अब भी उपयोगी है।

पुष्टि विशेष रूप से महत्वपूर्ण होगी, क्योंकि candidate lists में false positives शामिल हो सकते हैं। Stellar interactions, measurement noise, या अधूरा modeling कभी-कभी planetary effects की नकल कर सकते हैं। Follow-up observations की एक मजबूत pipeline तय करेगी कि 27 में से कितनी वस्तुएँ पूरी तरह validated worlds के रूप में टिकती हैं।

Planetary science और habitability सवालों के लिए यह क्यों मायने रखता है

Circumbinary planets लंबे समय से लोगों की कल्पना को आकर्षित करते रहे हैं क्योंकि वे Tatooine की काल्पनिक दो-सूर्य वाली दुनिया की याद दिलाते हैं। लेकिन वैज्ञानिक महत्व दृश्य नवीनता से कहीं आगे जाता है। ये systems ऐसी परिस्थितियों में planet formation के सिद्धांतों की परीक्षा लेते हैं जो एकल तारे के आसपास के शांत वातावरण से काफी अलग हैं।

यदि ग्रह पहले सोचे गए से अधिक संख्या में binary stars के आसपास बन और टिक सकते हैं, तो disk evolution, migration, और लंबी अवधि की orbital stability के models में बदलाव की जरूरत पड़ सकती है। शोधकर्ताओं को जितने अधिक उदाहरण मिलेंगे, उतना ही बेहतर वे तुलना कर सकेंगे कि कौन-सी planetary architectures सामान्य हैं, कौन-सी दुर्लभ हैं, और stellar multiplicity अंतिम परिणाम को कैसे आकार देती है।

Habitability एक दूर का सवाल है, लेकिन अनिवार्य है। केवल candidate list से वैज्ञानिक यह नहीं बता सकते कि इनमें से कोई world जीवन को समर्थन दे सकता है या नहीं। फिर भी अधिक circumbinary systems की पहचान एक आवश्यक आधार है, जिसके बाद temperature ranges, atmospheric prospects, और orbital conditions पर गंभीर काम हो सकता है। किसी ग्रह को रहने योग्य माना जा सकता है या नहीं, यह पूछने से पहले, शोधकर्ताओं को पर्याप्त confirmed examples चाहिए होंगे।

एक याद दिलाने वाला तथ्य: detection bias अब भी खोज को आकार देता है

अध्ययन के सबसे महत्वपूर्ण निहितार्थों में से एक method की विनम्रता है। Exoplanet catalogs galaxy का शुद्ध प्रतिबिंब नहीं हैं। वे detection tools की ताकत और कमजोरियों से आकार लेते हैं। यदि किसी ग्रह-वर्ग को देखना कठिन है, तो वह दुर्लभ लग सकता है, भले ही वह वास्तव में दुर्लभ न हो।

Eclipsing binaries में apsidal precession को लक्षित करके, यह survey तर्क देता है कि circumbinary planets की apparent scarcity का एक हिस्सा observational हो सकता है, न कि physical। यह साबित नहीं करता कि ऐसे ग्रह abundantly मौजूद हैं। लेकिन यह दिखाता है कि astronomers अभी भी केवल क्या खोज रहे हैं, इतना नहीं, बल्कि कैसे खोज रहे हैं, इसे भी बेहतर बना रहे हैं।

जैसे-जैसे TESS डेटा देता रहेगा और follow-up campaigns अधिक परिष्कृत होंगे, ऐसी तकनीकें planetary science के सबसे दिलचस्प खाली स्थानों में से एक को भरने में मदद कर सकती हैं। 27 candidate अभी दो-सूर्य वाली दुनियाओं का confirmed संग्रह नहीं हैं। लेकिन वे इस बात का मजबूत संकेत हैं कि ऐसी प्रणालियों की जनगणना अभी पूरी नहीं हुई है।

यह लेख Universe Today की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.