बहिर्ग्रह संशोधकांना आश्चर्यांची सवय झाली आहे, परंतु ग्रहांच्या विचित्रतेच्या यादीत लाव्हा जगांना विशेष स्थान आहे. हे असे ग्रह आहेत जे त्यांच्या ताऱ्यांच्या इतके जवळ परिभ्रमण करतात की त्यांचे पृष्ठभाग वितळलेल्या खडकाचे असू शकतात. ते जितके जवळ आणि गरम होतात, तितके त्यांच्याभोवती बाष्पीभवन झालेल्या पृष्ठभागाच्या पदार्थापासून तयार झालेल्या वायूच्या आवरणाने वेढलेले असतील अशी खगोलशास्त्रज्ञांना अपेक्षा वाढत जाते.
ही अपेक्षा आता चाचणीला लावली जात आहे. The Astrophysical Journal Letters मध्ये नुकतेच प्रकाशित झालेल्या अभ्यासात HD 3167 b च्या निरीक्षणांचे वर्णन केले आहे, जे पृथ्वी-आकाराचे लाव्हा जग तापमान श्रेणीच्या थंड टोकावर आहे, तरीही त्यात अजूनही वातावरण असू शकते असे दिसते. अमेरिका, युनायटेड किंगडम, चीन आणि स्पेन येथील संशोधकांच्या गटाने केलेले हे काम NASA च्या जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोप (JWST) वर अवलंबून आहे, जे ग्रह उष्णतेच्या दृष्टीने कसे वागतो याचा शोध घेते.
ग्रहविज्ञानासाठी लाव्हा जगे का महत्त्वाची आहेत
बहिर्ग्रह ग्रहनिर्मिती, ग्रहांची उत्क्रांती आणि दूरची जगे आपल्याला माहीत असलेल्या स्वरूपात जीवन टिकवू शकतात का याबद्दलच्या आपल्या समजुतीला आव्हान देत राहतात. शास्त्रज्ञ अनेकदा आपल्या स्वतःच्या सौरमालेतील ग्रहांकडे तुलना म्हणून पाहतात, परंतु त्या तुलना फार दूरपर्यंत टिकत नाहीत. अत्यंत लहान परिभ्रमण कालावधी असलेल्या बहिर्ग्रहांचा अभ्यास संशोधकांना ग्रह आपल्या आयुष्यभरात काय सहन करू शकतो याचा पुनर्विचार करण्यास सतत भाग पाडतो.
गेल्या काही वर्षांत लाव्हा जगे या चर्चेत गंभीरपणे सहभागी झाली आहेत, आणि सर्वात टोकाची उदाहरणे ती आहेत जी आपल्या यजमान ताऱ्यांच्या धोकादायकपणे जवळ परिभ्रमण करतात. या वर्गातील अधिक गरम सदस्यांसाठी भौतिकशास्त्र तुलनेने सुटसुटीत वाटत होते: अत्यधिक तापमान पृष्ठभाग वितळवते, वितळलेला पदार्थ वायूत बदलतो, आणि तो वायू ग्रहाला वातावरण म्हणून वेढतो. याउलट, थंड लाव्हा जगे सामान्यतः उघड्या खडकाच्या स्वरूपात आढळली आहेत, वातावरण पूर्णपणे गमावलेली असे दिसते.
HD 3167 b हा तो स्वच्छ विभाग पेचात टाकतो. तो लाव्हा-जग श्रेणीच्या थंड टोकाशी संबंधित आहे, तरीही नवीन निरीक्षणे सूचित करतात की त्याचे तापमान सुचवते तितके ते वैराण नसेल.
HD 3167 b च्या निरीक्षणांच्या आत
HD 3167 b पृथ्वीपासून सुमारे 154 प्रकाशवर्षे दूर आहे. त्याची त्रिज्या पृथ्वीच्या सुमारे 1.6 पट आणि वस्तुमान पृथ्वीच्या सुमारे 4.8 पट आहे, आणि तो आपल्या K-प्रकारच्या ताऱ्याभोवती सुमारे 0.96 पृथ्वी दिवसांत एक परिभ्रमण पूर्ण करतो — आपल्या ग्रहावरील एका दिवसापेक्षा लहान वर्ष.
त्याचा यजमान K-प्रकारचा तारा आहे, हा वर्ग सूर्यापेक्षा लहान आणि थंड दोन्ही आहे. खगोलशास्त्रज्ञांचा अंदाज आहे की K-प्रकारचे तारे आकाशगंगेतील ताऱ्यांची सर्वात मोठी लोकसंख्या बनवतात, ज्यामुळे त्यांच्याभोवती परिभ्रमण करणारे ग्रह विशेषतः संशोधकांसाठी मनोरंजक ठरतात, जे आकाशगंगेत विशिष्ट ग्रहीय परिस्थिती किती सामान्य असू शकते हे समजून घेण्याचा प्रयत्न करत आहेत.
दुय्यम ग्रहणासह ग्रहाची उष्णता वाचणे
HD 3167 b मध्ये वातावरण आहे का हे तपासण्यासाठी, संशोधन गटाने दुय्यम ग्रहणाच्या JWST निरीक्षणांवर अवलंबून राहिले. ही भूमिती अधिक परिचित संक्रमणापेक्षा वेगळी आहे. संक्रमण तेव्हा होते जेव्हा ग्रह आपल्या ताऱ्यासमोरून जातो, ताऱ्याचा प्रकाश क्षणभर मंदावतो. दुय्यम ग्रहण तेव्हा होते जेव्हा ग्रह त्याऐवजी आपल्या ताऱ्यामागून जातो, ज्यामुळे ताऱ्याचा प्रकाश ग्रह स्वतः उत्सर्जित करत असलेल्या गोष्टींपासून वेगळा करता येतो.
हाच फरक नवीन निकाल शक्य करतो. दुय्यम ग्रहणादरम्यान JWST ने HD 3167 b चे निरीक्षण केले तेव्हा, ग्रहाचा पृष्ठभाग संशोधकांनी पूर्वी गृहीत धरलेल्या तुलनेत खूपच थंड असल्याचे आढळले.
आश्चर्यकारकपणे थंड पृष्ठभागाचा अर्थ काय असू शकतो
संशोधकांच्या मते, ते अनपेक्षितपणे कमी तापमान ग्रहाच्या पृष्ठभागावर काहीतरी घडत असल्याकडे निर्देश करू शकते: दिवसाच्या बाजूची उष्णता रात्रीच्या बाजूला पुनर्वितरित केली जाऊ शकते. दुसऱ्या शब्दांत, ग्रह उघड्या, हवेशून्य खडकाप्रमाणे आपली उष्णता अवकाशात परत उत्सर्जित करत नसेल.
दिवसाची बाजू विरुद्ध रात्रीची बाजू हा फरक येथे खूप महत्त्वाचा आहे. आपल्या ताऱ्यांच्या इतक्या जवळ परिभ्रमण करणारे ग्रह भरतीय बद्ध असतात, म्हणजे एक गोलार्ध कायम ताऱ्याकडे तोंड करून राहतो तर दुसरा शाश्वत अंधारात राहतो. वातावरण नसलेल्या जगावर, ही रचना दोन अर्ध्यांमध्ये प्रचंड तापमान विरोधाभास निर्माण करेल — जळणारी दिवसाची बाजू आणि गोठणारी रात्रीची बाजू. एका गोलार्धातून दुसऱ्यात उष्णता हलवणारी यंत्रणा तो विरोधाभास सौम्य करेल, आणि वातावरण हे तंतोतंत तेच करण्यासाठी सर्वात नैसर्गिक उमेदवारांपैकी एक आहे.
एक थंड लाव्हा जग ज्यात अजूनही वातावरण असू शकते
एकत्रितपणे, निरीक्षणे सिद्ध वस्तुस्थितीऐवजी एका शक्यतेकडे निर्देश करतात. HD 3167 b मध्ये वातावरण असू शकते, जरी तो सामान्यतः वायूच्या आवरणांशी संबंधित लाव्हा जगांपेक्षा थंड असला तरी. हे स्पष्टीकरण टिकून राहिल्यास, केवळ तापमानच लाव्हा जग वातावरण ठेवते की गमावते हे ठरवते या सरळ गृहीतकाला ते आव्हान देईल.
हा शोध विद्यमान चौकट उलथून टाकत नाही तितका ताणतो. गरम लाव्हा जगांमध्ये वातावरण असल्याची पुष्टी झाली आहे, आणि थंड जगांमध्ये ते नसल्याचे आढळले आहे. HD 3167 b या दोन गटांमधील विसंगत जागेत बसतो, आणि म्हणूनच तो मनोरंजक आहे.
एका दृष्टिक्षेपातील मुख्य तथ्ये
- ग्रह: HD 3167 b, पृथ्वी-आकाराचे लाव्हा जग
- अंतर: पृथ्वीपासून सुमारे 154 प्रकाशवर्षे
- आकार आणि वस्तुमान: पृथ्वीच्या त्रिज्येच्या सुमारे 1.6 पट आणि पृथ्वीच्या वस्तुमानाच्या 4.8 पट
- परिभ्रमण: K-प्रकारच्या ताऱ्याभोवती सुमारे 0.96 पृथ्वी दिवस
- उपकरण: NASA चा जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोप
- तंत्र: दुय्यम ग्रहण निरीक्षण, जेव्हा ग्रह आपल्या ताऱ्यामागून जातो
- मुख्य निकाल: पृष्ठभाग पूर्वी गृहीत धरलेल्या तुलनेत थंड आहे, जे उष्णता पुनर्वितरण आणि संभाव्य वातावरणाकडे संकेत देते
- प्रकाशन: The Astrophysical Journal Letters
- संशोधन गट: अमेरिका, युनायटेड किंगडम, चीन आणि स्पेन येथील शास्त्रज्ञ
हा निकाल का महत्त्वाचा आहे
लाव्हा जगे अत्यंत ग्रहीय भौतिकशास्त्रासाठी नैसर्गिक प्रयोगशाळा आहेत. ते आपल्या ताऱ्यांच्या इतक्या जवळ परिभ्रमण करतात, त्यामुळे आपल्या सौरमालेतील कोणताही ग्रह सहन करत नाही असे किरणोत्सर्ग ते अनुभवतात, आणि त्यांची लहान वर्षे म्हणजे संशोधक तुलनेने लवकर गरम होणे आणि थंड होणे यांची पुनरावृत्ती होणारी चक्रे पाहू शकतात. या ग्रहांपैकी एकाचे प्रत्येक नवीन मापन अजूनही बांधकामाधीन असलेल्या चित्रात एक माहिती बिंदू जोडते.
HD 3167 b विशेषतः मौल्यवान आहे कारण तो मोठ्या प्रमाणात रिकाम्या असलेल्या दिशेने नमुना विस्तृत करतो. थंड लाव्हा जगे वातावरण टिकवू शकत असतील, अगदी अधूनमधून, तर "उघडा खडक" आणि "वायूने वेढलेले जग" यांमधील सीमा साध्या तापमान-आधारित नियमापेक्षा अधिक अस्पष्ट आहे. त्यामुळे, ग्रहाच्या आयुष्यभरात वातावरणाचे नुकसान आणि टिकवण खगोलशास्त्रज्ञ कसे मॉडेल करतात यावर परिणाम होतो.
उरलेले खुले प्रश्न
सर्वात तातडीचा प्रश्न असा आहे की HD 3167 b मध्ये खरोखर वातावरण आहे का किंवा त्याच्या अपेक्षेपेक्षा थंड पृष्ठभागाचे स्पष्टीकरण दुसऱ्या काही प्रक्रियेने होते का. वायूच्या आवरणाच्या उपस्थितीची पुष्टी करणे, आणि ते आवरण कशाचे बनलेले आहे हे ओळखणे, यासाठी अतिरिक्त निरीक्षणे आणि विश्लेषण आवश्यक असेल. गटाचे पुरावे कुतूहलजनक आहेत, परंतु ते निर्णयाऐवजी शक्यतेचा पुरावा आहे.
दुसरा प्रश्न असा आहे की असे वातावरण अजिबात कसे टिकू शकते. थंड लाव्हा जगांमध्ये वातावरण नसल्याचे मानले जात होते त्याला कारण होते, आणि HD 3167 b सारख्या ग्रहाला वातावरण टिकवण्यास काय अनुमती देते — जर तो टिकवत असेल तर — हे समजून घेतल्यास अल्प-कालावधीच्या ग्रहांवरील वातावरणीय पलायन आणि पृष्ठभागीय परस्परसंवादाची मॉडेल्स अधिक स्पष्ट होतील.
सध्या, HD 3167 b ही आठवण आहे की आकाशगंगेतील सर्वात टोकाचे ग्रह शास्त्रज्ञ त्यांच्यासाठी लिहितात त्या नियमांचे क्वचितच पालन करतात. JWST लाव्हा जगांचे निरीक्षण सुरू ठेवत असल्याने, येणारी वर्षे हे उघड करतील की हा थंड अपवाद आहे की ही श्रेणी स्वतःच पुनर्विचाराची गरज आहे याचे पहिले लक्षण आहे.
हा लेख Universe Today च्या अहवालावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.
Originally published on universetoday.com