TESS सर्वेक्षणात 27 नवीन circumbinary planet candidate सापडले

दोन सूर्य असलेल्या ग्रहांचा शोध आणखी विस्तारला

NASA च्या Transiting Exoplanet Survey Satellite, म्हणजे TESS, चा डेटा विश्लेषित करणाऱ्या astronomers नी binary star systems भोवती परिभ्रमण करणारे 27 नवीन candidate planets ओळखले असल्याचे सांगितले. हे exoplanet science मधील सर्वात कठीण सीमांपैकी एक विस्तृत करते: circumbinary planets, म्हणजे एकाऐवजी gravitationally bound दोन ताऱ्यांभोवती फिरणारी जगं.

या candidate systems चा अहवाल अमेरिकेतील आणि ऑस्ट्रेलियातील संशोधकांनी तयार केलेल्या एका अभ्यासात Monthly Notices of the Royal Astronomical Society मध्ये प्रकाशित करण्यात आला. त्यांची मुख्य प्रगती पद्धतशास्त्रीय आहे. standard transit technique वरच अवलंबून न राहता, संघाने apsidal precession नावाचा वेगळा signal वापरला, ज्यामुळे पारंपरिक detection विशेषतः कठीण असलेल्या systems मध्ये ग्रह शोधता येतील.

हा परिणाम अजून 27 नवीन जगांना निश्चितपणे सिद्ध करत नाही. ही वस्तू अजूनही candidates आहेत, आणि size सारखी महत्त्वाची physical properties अजून अनिश्चित आहेत. पण हा survey सूचित करतो की astronomers binary systems मधील ग्रहांची लक्षणीय संख्या चुकवत असावेत, कारण सामान्य tools फक्त पाहायला सोप्या असलेल्या orbital geometries कडेच झुकतात.

Circumbinary planets शोधणे इतके कठीण का आहे

बहुतेक exoplanet discoveries अजूनही transit method नेच सुरू होतात, म्हणजे पृथ्वीवरून पाहताना एक planet आपल्या host star समोरून जातो तेव्हा starlight मध्ये होणारी लहान घट मोजणे. ही technique एकल ताऱ्यांच्या बाबतीत अतिशय यशस्वी ठरली आहे. Binary systems या चित्रात गुंतागुंत निर्माण करतात.

एका circumbinary system मध्ये, दोन तारे एकमेकांभोवती फिरतात, तर ग्रह दोन्हीभोवती फिरतो. त्या geometry मुळे moving targets, अनियमित timing, आणि स्पष्ट transits साठी अत्यंत मर्यादित viewing angles तयार होतात. प्रत्यक्षात, पृथ्वीवरून केलेल्या observations शी त्यांची कक्षा नीट जुळत नसल्यामुळे, संशोधक खरे ग्रहही चुकवू शकतात.

ही मर्यादा महत्त्वाची आहे, कारण galaxy मध्ये binary stars खूप सामान्य आहेत. Astronomers जर transit detections वर खूप अवलंबून राहिले, तर ग्रह कुठे तयार होतात आणि कोणते systems त्यांना ठेवू शकतात याचे अपूर्ण चित्र तयार होण्याचा धोका आहे.

या अभ्यासाच्या lead author, University of New South Wales, Sydney येथील Margo Thornton यांनी सांगितले की orbital orientation ने मर्यादित नसलेली survey approach टीमला हवी होती. या कामाचे मूळ वचन हेच आहे: पृथ्वीवरून पाहताना सुंदर transit फक्त क्वचितच दाखवणाऱ्या अरुंद subset पलीकडे शोध वाढवणे.

नवीन पद्धत: shadow crossings ऐवजी orbital twists वाचणे

संघाने apsidal precession दर्शवणाऱ्या 1,590 eclipsing binary stars चे परीक्षण केले. साध्या भाषेत, apsidal precession म्हणजे orbit च्या आकाराचे कालांतराने हळूहळू फिरणे किंवा वळणे. अशा systems मध्ये, एखाद्या planet चा gravitational influence ताऱ्यांच्या orbital behavior मध्ये सूक्ष्म बदल घडवू शकतो. त्यामुळे ग्रह आपल्या दृष्टिकोनातून दोन्ही ताऱ्यांपुढून थेट जात नसला तरीही एक मोजता येणारा signal तयार होतो.

हा signal planetary clue म्हणून वापरणे शोधासाठी एक नवा मार्ग उघडतो. क्वचित मिळणाऱ्या, योग्य alignment असलेल्या transit ची वाट पाहण्याऐवजी, astronomers binary pair च्या dynamic वर्तनावरून ग्रह असण्याचा अंदाज बांधू शकतात. ही technique transit work ची जागा घेत नाही, पण standard methods ने तपासणे कठीण असलेल्या systems ना लक्ष्य करून ती मदत करते.

या sample मधून 27 candidates मिळणे सूचित करते की हा approach मोठ्या प्रमाणावर वापरता येऊ शकतो. अशा प्रकारचे analyses मोठ्या datasets वर लागू केल्यास circumbinary planets ची known population लक्षणीयरीत्या वाढू शकते. हे फक्त ग्रह मोजण्यासाठी नाही, तर अधिक गुंतागुंतीच्या gravitational choreography असलेल्या वातावरणात स्थिर planetary systems कसे तयार होतात, हे समजून घेण्यासाठीही महत्त्वाचे आहे.

शास्त्रज्ञांना अजून काय जाणून घ्यायचे आहे

सध्याचे candidates हे महत्त्वाचे पहिले पाऊल आहे, शेवट नाही. अभ्यासात नमूद केले आहे की त्यांची physical properties अजून निश्चित नाहीत. प्रत्येक signal खरोखर ग्रहाचेच प्रतिनिधित्व करतो का, हे astronomers ना अजून पडताळावे लागेल, आणि नंतर mass, radius, तसेच orbital stability सारखी वैशिष्ट्ये ठरवावी लागतील.

पुढचे संभाव्य पाऊल म्हणजे radial velocity follow-up. ही पद्धत orbiting planet मुळे होणारे wobble शोधते आणि वस्तूची खात्री करण्यास तसेच तिची वैशिष्ट्ये अधिक स्पष्ट करण्यास मदत करते. Single-star systems मध्ये radial velocity ही transit observations ची दीर्घकाळची मानक साथी आहे. Binaries मध्ये ती अधिक गुंतागुंतीची असली तरी उपयुक्त confirmation tool आहे.

Confirmation विशेषतः महत्त्वाची आहे, कारण candidate lists मध्ये false positives असू शकतात. Stellar interactions, measurement noise, किंवा अपूर्ण modeling कधीकधी planetary effects ची नक्कल करू शकतात. एक मजबूत follow-up observations pipeline ठरवेल की 27 पैकी किती वस्तू fully validated worlds म्हणून टिकतात.

Planetary science आणि habitability प्रश्नांसाठी हे का महत्त्वाचे आहे

Circumbinary planets नेहमीच लोकांच्या कल्पनाशक्तीला आकर्षित करत आले आहेत, कारण त्यांची तुलना Tatooine या काल्पनिक दोन-सूर्यांच्या जगाशी केली जाते. पण वैज्ञानिक महत्त्व केवळ दृश्य novelty पेक्षा खूप पुढे आहे. ही systems एकल ताऱ्याच्या शांत वातावरणापेक्षा भिन्न परिस्थितींमध्ये planet formation सिद्धांतांची परीक्षा घेतात.

जर planets binary stars भोवती पूर्वी वाटले त्यापेक्षा जास्त संख्येत तयार होऊन टिकू शकत असतील, तर disk evolution, migration, आणि long-term orbital stability models मध्ये बदल करावे लागू शकतात. संशोधक जितकी अधिक उदाहरणे शोधतील, तितके ते तुलना करू शकतील की कोणत्या planetary architectures सामान्य आहेत, कोणत्या दुर्मिळ आहेत, आणि stellar multiplicity अंतिम परिणाम कसा घडवते.

Habitability हा अधिक दूरचा प्रश्न आहे, पण अपरिहार्य. केवळ candidate list वरून या जगांपैकी एखादे जीवनाला आधार देऊ शकते का, हे शास्त्रज्ञ सांगू शकत नाहीत. तरीही अधिक circumbinary systems ओळखणे हे पुढील कामासाठी आवश्यक पायाभूत पाऊल आहे, ज्यात temperature ranges, atmospheric prospects, आणि orbital conditions यांचा अभ्यास होईल. असे ग्रह राहण्यायोग्य आहेत का, हे विचारण्यापूर्वी, संशोधकांकडे पुरेशी confirmed examples असणे गरजेचे आहे.

Detection bias अजूनही discovery कसे आकारते याची आठवण

या अभ्यासातील सर्वात महत्त्वाच्या सूचनांपैकी एक म्हणजे पद्धतशास्त्रीय नम्रता. Exoplanet catalogs galaxy चे शुद्ध प्रतिबिंब नाहीत. त्या detection tools च्या सामर्थ्य आणि मर्यादांनी आकार घेतात. एखादा planet class पाहणे कठीण असेल, तर तो प्रत्यक्षात तितका दुर्मिळ नसतानाही दुर्मिळ वाटू शकतो.

Eclipsing binaries मध्ये apsidal precession ला लक्ष्य करून, हा survey circumbinary planets च्या apparent scarcity पैकी काही भाग observational असू शकतो, physical नाही, असा युक्तिवाद करतो. यामुळे असे ग्रह विपुल आहेत, हे सिद्ध होत नाही. पण हे दाखवते की astronomers अजूनही फक्त काय शोधतात तेच नाही, तर कसे शोधतात हेही सुधारत आहेत.

TESS डेटा देत राहील आणि follow-up campaigns अधिक प्रगत होतील तसतसे, अशा techniques planetary science मधील सर्वात रंजक रिकाम्या जागांपैकी एक भरून काढण्यास मदत करू शकतात. 27 candidates अजून दोन-सूर्यांच्या जगांचा confirmed संच नाहीत. मात्र अशी systems ची census अजून पूर्ण झालेली नाही, याचे ते मजबूत संकेत आहेत.

हा लेख Universe Today च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.