JWST सर्वात परिचित लावा जगांपैकी एका जगाभोवती अस्थिर वातावरणाकडे इशारा करते
NASA च्या जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोपमधून मिळालेली ताजी निरीक्षणे संशोधकांना 55 Cancri e या सुपर-अर्थकडे अधिक स्पष्ट दृष्टीने पाहण्यास मदत करत आहेत. पृथ्वीपासून सुमारे 41 प्रकाश-वर्ष दूर असलेला हा ग्रह आपल्या ताऱ्याच्या इतका जवळ फिरतो की शास्त्रज्ञांना त्याचा पृष्ठभाग अंशतः वितळलेला असू शकतो असे वाटते. नव्या विश्लेषणानुसार, या ग्रहाचे वातावरण केवळ अस्तित्वात आहे असे नाही, तर ते बहुधा हायड्रोजन-समृद्ध आणि संभाव्यतः सक्रिय आहे; तसेच वायूउत्सर्जन आणि तात्पुरत्या ढगनिर्मितीमुळे काळानुसार परिस्थिती बदलत असाव्यात, अशीही चिन्हे आहेत.
Nature Astronomy मध्ये सादर केलेल्या एका अभ्यासात नोंदवलेले निष्कर्ष तथाकथित लावा ग्रहांना समजून घेण्याच्या वाढत्या प्रयत्नात भर घालतात: त्यांच्या ताऱ्यांनी अतिशय तापलेल्या खडकाळ जगांना. ही ग्रह प्रणाली ज्ञात असलेल्या सर्वांत प्रतिकूल वातावरणांपैकी एक आहे, पण पृष्ठभाग वितळण्याइतका गरम असताना आणि वरच्या हवेसोबत थेट पदार्थांची देवाणघेवाण होत असताना वातावरणे कशी वागतात, याचा अभ्यास करण्यासाठी ही एक दुर्मिळ नैसर्गिक प्रयोगशाळा देखील आहे.
55 Cancri e च्या बाबतीत, मूलभूत आकडेच ते असामान्य ठरवत होते. या ग्रहाचा त्रिज्या पृथ्वीच्या सुमारे 1.88 पट आणि वस्तुमान सुमारे आठ पट आहे. तो सूर्यसदृश ताऱ्याभोवती 0.7 दिवसांत एक फेरी पूर्ण करतो आणि तो tidally locked असण्याची शक्यता आहे, म्हणजे त्याची एक बाजू सतत ताऱ्याकडे असते. ही जवळची कक्षा नव्या अर्थनिर्णयाचा केंद्रबिंदू आहे: तीव्र तारकीय तापामुळे पृष्ठभागावरील पदार्थ वितळू शकतात आणि सौरमालेतील खडकाळ ग्रहांवर न दिसणारी वायुमंडलीय रसायनशास्त्राची प्रक्रिया चालू होऊ शकते, असा संशोधकांचा अंदाज आहे.
पाच eclipse निरीक्षणांनी चित्र बदलले
संशोधकांनी JWST चा वापर करून 55 Cancri e चे पाच eclipse निरीक्षण केले आणि त्या डेटाची तुलना लावा-ग्रह निर्मिती व उत्क्रांतीच्या दीर्घकालीन मॉडेल्सशी केली. आधीच्या अपेक्षा carbon monoxide आणि carbon dioxide समृद्ध वातावरणाच्या बाजूने होत्या. नव्या निरीक्षणांमधून अजूनही लक्षणीय carbon monoxide असल्याचे दिसते, पण मानक मॉडेल्सने सूचित केल्यापेक्षा अधिक गुंतागुंतीचे मिश्रण असल्याचे संकेत मिळतात.
अहवालानुसार, वातावरणात मोठ्या प्रमाणात carbon monoxide, कमी प्रमाणात carbon dioxide, आणि लक्षणीय हायड्रोजन असण्याची शक्यता आहे. हा शेवटचा घटक विशेषतः महत्त्वाचा आहे. अतिशय तापलेल्या खडकाळ ग्रहावर हायड्रोजन-समृद्ध वातावरण असणे म्हणजे अंतर्गत रसायनशास्त्र काही मॉडेल्सने गृहीत धरल्यापेक्षा अधिक reduced असू शकते; यामुळे खगोलशास्त्रज्ञ पृष्ठभागावर जे शोधू शकतात आणि व्यापक किंवा जवळपास व्यापक magma वातावरणात आत काय घडत असावे, यांचा दुवा जोडला जातो.
हा अभ्यास असा युक्तिवाद करतो की खडकाळ ग्रहांवरील secondary atmospheres अंतर्गत संरचना आणि नंतरच्या gas outgassing ने ठरतात. प्रत्यक्षात याचा अर्थ असा की वातावरणीय मोजमापे ग्रहाच्या अंतर्गत अवस्थेचे अप्रत्यक्ष सूचक म्हणून काम करू शकतात. येथे हायड्रोजन-समृद्ध मॉडेल्सकडे झुकणे तुलनेने कमी oxygen fugacity सूचित करते, जो एक geochemical निर्देशक आहे की ग्रहाचा अंतर्भाग ऑक्सिजनयुक्त संयुगांपेक्षा हायड्रोजनला अधिक अनुकूल असू शकतो.
हे 55 Cancri e ला केवळ अत्यंत तापमान असलेले विचित्र वस्तू म्हणून मर्यादित ठेवत नाही. हे त्याला अशा जगांसाठी एक test case बनवते जे गॅस जायंट्सही नाहीत आणि पृथ्वीसारखे terrestrial ग्रहही नाहीत, पण ज्यांच्यात वातावरणीय संकेत, magma रसायनशास्त्र, आणि ग्रह उत्क्रांती यांना जोडण्याची संधी आहे.
वातावरण प्रत्यक्षात का बदलू शकते
स्रोत अहवालातील एक रंजक तपशील असा आहे की पाचही eclipse निरीक्षणे पूर्णपणे जुळली नाहीत. संशोधकांच्या मते, हे मिश्रित डेटा सक्रिय gas outgassing किंवा त्यातून तयार झालेल्या ढगांकडे निर्देश करू शकते. या परिस्थितीत, गरम पृष्ठभाग किंवा अंतर्भागातून बाहेर पडणारे साहित्य ढग तयार करते, जे नव्या outgassing मुळे ते विखुरले जाईपर्यंत ग्रहाच्या पृष्ठभागाला थोड्या काळासाठी थंड करते.
जर ही मांडणी खरी ठरली, तर 55 Cancri e हा अशा exoplanet च्या सर्वात स्पष्ट उदाहरणांपैकी एक असू शकतो ज्याचे वातावरण सक्रियपणे पुनर्भरित केले जात आहे आणि अल्पकालीन प्रमाणावर बदलत आहे. स्थिर वायू-आवरणाऐवजी, या ग्रहाकडे अशा चक्रीय प्रणालीचा संभव आहे ज्यात पृष्ठभागीय उष्णता, वातावरणीय रचना, आणि तात्पुरते ढग सतत परस्परसंवाद करतात.
याचा अर्थ केवळ या एका वस्तूसाठीच नाही, तर त्यापेक्षा अधिकसाठी आहे. प्रखर किरणोत्सर्गाखाली कोणते खडकाळ exoplanets वातावरण टिकवून ठेवू शकतात आणि ती वातावरणे कशी विकसित होतात, हे खगोलशास्त्रज्ञ शोधण्याचा प्रयत्न करत आहेत. 55 Cancri e सारखे जग या प्रश्नाच्या अत्यंत टोकावर आहे. जर ते आपल्या ताऱ्याच्या इतक्या जवळ फिरत असतानाही एक गतिशील वातावरण टिकवू शकत असेल, तर अतितप्त खडकाळ ग्रहांवरील वातावरणीय टिकाव, पुनर्भरण, आणि रचना यावरील मॉडेल्समध्ये सुधारणा करावी लागेल.
Exoplanet विज्ञानासाठी याचा अर्थ
55 Cancri e ने बराच काळ लक्ष वेधून घेतले आहे, कारण ते तुलनेने जवळ आहे आणि वारंवार अभ्यासासाठी असामान्यपणे उपलब्ध आहे. त्यामुळे exoplanets च्या केवळ शोधापलीकडे जाऊन त्यांच्या वातावरणांचे आणि अंतर्गत रचनेचे तपशीलवार वर्णन करू पाहणाऱ्या वेधशाळांसाठी ते प्रमुख लक्ष्य ठरते. JWST ची अनेक eclipse डेटासेट्स गोळा करण्याची क्षमता हे एक मोठे कारण आहे की शास्त्रज्ञ आता कोणते वायू उपस्थित असू शकतात आणि प्रणाली किती बदलू शकते याबद्दल अधिक विशिष्ट दावे करू शकतात.
विस्तृत महत्त्व वैज्ञानिक जितकेच पद्धतशीरही आहे. exoplanet संशोधक increasingly अशा प्रक्रियांचा अंदाज लावण्यासाठी वातावरणीय मोजमापांवर अवलंबून आहेत ज्या ते थेट पाहू शकत नाहीत, ज्यात volcanic activity, अंतर्गत रचना, आणि उष्णता हस्तांतरण यांचा समावेश आहे. 55 Cancri e सारख्या टोकाच्या ग्रहावर, हे अंदाज कठीण आणि मॉडेल-आधारित असतात. तरीही, नवे निष्कर्ष दाखवतात की हे क्षेत्र व्यापक वर्गीकरणातून अधिक भौतिकदृष्ट्या आधारलेल्या अर्थनिर्णयांकडे पुढे जात आहे.
अजूनही मर्यादा आहेत. हा अभ्यास प्रकाशनासाठी सादर करण्यात आला आहे, अद्याप पूर्ण प्रकाशित असा उल्लेख नाही, आणि नोंदवलेला अर्थनिर्णय eclipse डेटा स्पर्धात्मक वातावरणीय मॉडेल्सशी कसा जुळतो यावर अवलंबून आहे. तरीही, या सावधानतेनंतरही निष्कर्ष अर्थपूर्ण आहे: एकेकाळी फक्त अत्यंत कुतूहल म्हणून पाहिला गेलेला जवळचा लावा ग्रह आता रासायनिकदृष्ट्या माहिती देणाऱ्या वातावरणासह एक गतिशील जग दिसत आहे.
यामुळे 55 Cancri e हे ग्रह अतिउष्णतेबद्दलच्या केवळ इशाऱ्यापेक्षा अधिक बनते. ते खगोलशास्त्रज्ञ भौतिक टोकांवर ढकललेल्या खडकाळ exoplanets चा अभ्यास कसा करतात यासाठी एक मापदंड बनत आहे, आणि JWST सारखी दुर्बिण प्रकाशातील सूक्ष्म बदलांना परकीय भूगर्भशास्त्र आणि वातावरणीय बदलांचे कार्यरत चित्र कसे बनवू शकते, याचेही उदाहरण आहे.
हा लेख Universe Today च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.
Originally published on universetoday.com
