புறக்கோள் ஆய்வாளர்கள் ஆச்சரியங்களுக்குப் பழகிவிட்டார்கள், ஆனால் எரிமலை உலகங்கள் கோள் விந்தைகளின் பட்டியலில் ஒரு தனிச்சிறப்பான இடத்தைப் பெற்றுள்ளன. இவை தங்கள் நட்சத்திரங்களுக்கு மிக அருகில் சுற்றி வரும் கோள்கள், அவற்றின் மேற்பரப்புகள் உருகிய பாறையாக இருக்கலாம். அவை எவ்வளவு நெருக்கமாகவும் சூடாகவும் இருக்கின்றனவோ, அவ்வளவு அதிகமாக வானியலாளர்கள் அவை ஆவியாக்கப்பட்ட மேற்பரப்புப் பொருளால் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு வாயு உறையால் சூழப்பட்டிருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கத் தொடங்கியுள்ளனர்.
அந்த எதிர்பார்ப்பு இப்போது சோதிக்கப்படுகிறது. The Astrophysical Journal Letters இதழில் புதிதாக வெளியிடப்பட்ட ஒரு ஆய்வு, வெப்பநிலை நிறமாலையின் குளிர்ந்த முனையில் அமைந்துள்ள பூமி அளவிலான எரிமலை உலகமான HD 3167 b பற்றிய அவதானிப்புகளை விவரிக்கிறது, இருப்பினும் அது இன்னும் ஒரு வளிமண்டலத்தைக் கொண்டிருக்கக்கூடும் எனத் தோன்றுகிறது. அமெரிக்கா, ஐக்கிய இராச்சியம், சீனா மற்றும் ஸ்பெயின் நாடுகளைச் சேர்ந்த ஆய்வாளர்கள் குழுவால் மேற்கொள்ளப்பட்ட இந்தப் பணி, கோள் வெப்பநிலையில் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை ஆராய நாசாவின் ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கியை (JWST) நம்பியுள்ளது.
கோள் அறிவியலுக்கு எரிமலை உலகங்கள் ஏன் முக்கியம்
புறக்கோள்கள் கோள் உருவாக்கம், கோள் பரிணாமம் மற்றும் தொலைதூர உலகங்கள் நாம் அறிந்த வாழ்க்கையைத் தாங்க முடியுமா என்பது பற்றிய நமது புரிதலைத் தொடர்ந்து சவால் செய்கின்றன. விஞ்ஞானிகள் பெரும்பாலும் நமது சொந்த சூரிய மண்டலத்தில் உள்ள கோள்களை ஒப்புமைகளாகப் பயன்படுத்துகிறார்கள், ஆனால் அந்த ஒப்பீடுகள் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு வரை மட்டுமே செல்கின்றன. மிகக் குறுகிய சுற்றுப்பாதைக் காலங்களைக் கொண்ட புறக்கோள்களைப் படிப்பது, ஒரு கோள் தனது வாழ்நாளில் எதைத் தாங்க முடியும் என்பதைப் பற்றி ஆய்வாளர்கள் மீண்டும் மீண்டும் சிந்திக்க வைக்கிறது.
எரிமலை உலகங்கள் சமீபத்திய ஆண்டுகளில் அந்த உரையாடலில் தீவிரமாக நுழைந்துள்ளன, மேலும் மிகத் தீவிரமான எடுத்துக்காட்டுகள் தங்கள் தாய் நட்சத்திரங்களுக்கு ஆபத்தான அளவுக்கு நெருக்கமாகச் சுற்றி வருகின்றன. இந்த வகுப்பின் சூடான உறுப்பினர்களுக்கு, இயற்பியல் ஒப்பீட்டளவில் ஒழுங்காகத் தோன்றியது: தீவிர வெப்பநிலைகள் மேற்பரப்பை உருக்குகின்றன, உருகிய பொருள் வாயுவாக மாறுகிறது, அந்த வாயு கோளை ஒரு வளிமண்டலமாகச் சூழ்கிறது. மாறாக, குளிர்ந்த எரிமலை உலகங்கள் பொதுவாக வளிமண்டலம் எதுவும் இல்லாமல், வெறும் பாறையாகக் காணப்பட்டன.
HD 3167 b அந்தத் தெளிவான பிரிவைச் சிக்கலாக்குகிறது. இது எரிமலை-உலக வரம்பின் குளிர்ந்த முனையைச் சேர்ந்தது, இருப்பினும் புதிய அவதானிப்புகள் அதன் வெப்பநிலை குறிப்பிடுவதைப் போல அது வெறுமையாக இல்லாமல் இருக்கக்கூடும் என்பதைக் குறிப்பிடுகின்றன.
HD 3167 b அவதானிப்புகளின் உள்ளே
HD 3167 b பூமியிலிருந்து சுமார் 154 ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில் உள்ளது. இதன் ஆரம் பூமியின் ஆரத்தை விட சுமார் 1.6 மடங்கு மற்றும் நிறை பூமியின் நிறையை விட சுமார் 4.8 மடங்கு ஆகும், மேலும் இது தனது K-வகை நட்சத்திரத்தை சுமார் 0.96 பூமி நாட்களில் ஒரு சுற்று சுற்றி முடிக்கிறது — நமது கோளில் ஒரு நாளை விடக் குறுகிய ஒரு ஆண்டு.
இதன் தாய் ஒரு K-வகை நட்சத்திரம், இது சூரியனை விட சிறியதும் குளிர்ந்ததுமான ஒரு வகுப்பாகும். பால்வெளி விண்மீன் மண்டலத்தில் மிகப்பெரிய நட்சத்திர மக்கள்தொகையை K-வகை நட்சத்திரங்கள் கொண்டுள்ளன என்று வானியலாளர்கள் மதிப்பிடுகின்றனர், இது அவற்றைச் சுற்றி வரும் கோள்களை, விண்மீன் மண்டலம் முழுவதும் குறிப்பிட்ட கோள் நிலைமைகள் எவ்வளவு பொதுவானதாக இருக்கக்கூடும் என்பதைப் புரிந்துகொள்ள முயற்சிக்கும் ஆய்வாளர்களுக்கு மிகவும் சுவாரஸ்யமாக்குகிறது.
இரண்டாம் நிலை கிரகணத்தின் மூலம் ஒரு கோளின் வெப்பத்தைப் படித்தல்
HD 3167 b ஒரு வளிமண்டலத்தைக் கொண்டிருக்கிறதா என்பதை ஆராய, ஆய்வுக் குழு இரண்டாம் நிலை கிரகணத்தின் JWST அவதானிப்புகளை நம்பியது. இந்த வடிவியல் மிகவும் பரிச்சயமான கடப்பை விட வேறுபடுகிறது. ஒரு கோள் தனது நட்சத்திரத்தின் முன்பாகச் செல்லும்போது ஒரு கடப்பு நிகழ்கிறது, இது நட்சத்திர ஒளியை சிறிது நேரம் மங்கச் செய்கிறது. மாறாக ஒரு கோள் தனது நட்சத்திரத்தின் பின்னால் செல்லும்போது இரண்டாம் நிலை கிரகணம் நிகழ்கிறது, இது நட்சத்திரத்தின் ஒளியை கோள் தானே வெளியிடுவதிலிருந்து பிரிக்க அனுமதிக்கிறது.
அந்த வேறுபாடுதான் புதிய முடிவை சாத்தியமாக்கியது. இரண்டாம் நிலை கிரகணத்தின் போது JWST HD 3167 b ஐ அவதானித்தபோது, கோளின் மேற்பரப்பு ஆய்வாளர்கள் முன்பு கருதியதை விட மிகக் குளிர்ச்சியாக இருந்தது.
ஆச்சரியமாகக் குளிர்ந்த மேற்பரப்பு எதைக் குறிக்கக்கூடும்
ஆய்வாளர்களின் கூற்றுப்படி, அந்த எதிர்பாராத குறைந்த வெப்பநிலை கோளின் மேற்பரப்பு முழுவதும் ஏதோ ஒன்று நடப்பதைக் குறிக்கக்கூடும்: பகல் பக்கத்திலிருந்து வெப்பம் இரவுப் பக்கத்திற்கு மறுபகிர்வு செய்யப்படலாம். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், வெறும், காற்றற்ற பாறை செய்யும் விதத்தில் கோள் தனது வெப்பத்தை விண்வெளிக்குத் திரும்பக் கதிர்வீச்சு செய்யாமல் இருக்கக்கூடும்.
பகல் பக்கத்திற்கும் இரவுப் பக்கத்திற்கும் இடையிலான வேறுபாடு இங்கே மிக முக்கியம். தங்கள் நட்சத்திரங்களுக்கு இவ்வளவு நெருக்கமாகச் சுற்றி வரும் கோள்கள் அலை ஈர்ப்பு பூட்டப்பட்டவை, அதாவது ஒரு அரைக்கோளம் நிரந்தரமாக நட்சத்திரத்தை நோக்கியும் மற்றொன்று நிரந்தர இருளில் இருக்கும். வளிமண்டலம் இல்லாத ஒரு உலகில், அந்த அமைப்பு இரு பகுதிகளுக்கும் இடையே மிகப்பெரிய வெப்பநிலை வேறுபாட்டை உருவாக்கும் — ஒரு கொதிக்கும் பகல் பக்கம் மற்றும் ஒரு கடும் குளிர்ந்த இரவுப் பக்கம். ஒரு அரைக்கோளத்திலிருந்து மற்றொன்றுக்கு வெப்பத்தை நகர்த்தும் ஒரு பொறிமுறை அந்த வேறுபாட்டை மென்மையாக்கும், மேலும் ஒரு வளிமண்டலம் அதைச் சரியாகச் செய்வதற்கான மிக இயற்கையான வேட்பாளர்களில் ஒன்றாகும்.
இன்னும் ஒரு வளிமண்டலத்தைக் கொண்டிருக்கக்கூடிய குளிர்ந்த எரிமலை உலகம்
ஒன்றாக எடுத்துக் கொண்டால், அவதானிப்புகள் நிரூபிக்கப்பட்ட உண்மையை விட ஒரு சாத்தியத்தை நோக்கிக் காட்டுகின்றன. வாயு உறைகளுடன் பொதுவாகத் தொடர்புடைய எரிமலை உலகங்களை விட குளிர்ச்சியாக இருந்தாலும், HD 3167 b ஒரு வளிமண்டலத்தைக் கொண்டிருக்கக்கூடும். அந்த விளக்கம் நிலைத்திருந்தால், ஒரு எரிமலை உலகம் ஒரு வளிமண்டலத்தைத் தக்கவைத்துக் கொள்கிறதா அல்லது இழக்கிறதா என்பதை வெப்பநிலை மட்டுமே தீர்மானிக்கிறது என்ற நேரடி அனுமானத்தை அது சவால் செய்யும்.
இந்தக் கண்டுபிடிப்பு தற்போதுள்ள கட்டமைப்பை முற்றிலும் தலைகீழாக மாற்றவில்லை, மாறாக அதை வருத்தப்படுத்துகிறது. சூடான எரிமலை உலகங்கள் வளிமண்டலங்களைக் கொண்டுள்ளன என உறுதிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, குளிர்ந்தவை அவற்றைக் கொண்டிருக்கவில்லை எனக் கண்டறியப்பட்டுள்ளது. HD 3167 b அந்த இரு குழுக்களுக்கு இடையேயான சங்கடமான இடத்தில் அமைந்துள்ளது, அதுவே அது சுவாரஸ்யமானதற்குக் காரணம்.
ஒரு பார்வையில் முக்கிய உண்மைகள்
- கோள்: HD 3167 b, ஒரு பூமி அளவிலான எரிமலை உலகம்
- தொலைவு: பூமியிலிருந்து சுமார் 154 ஒளி ஆண்டுகள்
- அளவு மற்றும் நிறை: பூமியின் ஆரத்தை விட சுமார் 1.6 மடங்கு மற்றும் பூமியின் நிறையை விட 4.8 மடங்கு
- சுற்றுப்பாதை: ஒரு K-வகை நட்சத்திரத்தைச் சுற்றி சுமார் 0.96 பூமி நாட்கள்
- கருவி: நாசாவின் ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கி
- நுட்பம்: இரண்டாம் நிலை கிரகண அவதானிப்பு, கோள் தனது நட்சத்திரத்தின் பின்னால் செல்லும்போது
- முக்கிய முடிவு: மேற்பரப்பு முன்பு கருதியதை விட குளிர்ச்சியாக உள்ளது, இது வெப்ப மறுபகிர்வு மற்றும் சாத்தியமான வளிமண்டலத்தைக் குறிக்கிறது
- வெளியீடு: The Astrophysical Journal Letters
- ஆய்வுக் குழு: அமெரிக்கா, ஐக்கிய இராச்சியம், சீனா மற்றும் ஸ்பெயின் நாடுகளைச் சேர்ந்த விஞ்ஞானிகள்
இந்த முடிவு ஏன் முக்கியம்
எரிமலை உலகங்கள் தீவிர கோள் இயற்பியலுக்கான இயற்கை ஆய்வகங்கள். அவை தங்கள் நட்சத்திரங்களுக்கு மிக நெருக்கமாகச் சுற்றி வருவதால், நமது சூரிய மண்டலத்தில் எந்தக் கோளும் தாங்காத கதிர்வீச்சை அவை அனுபவிக்கின்றன, மேலும் அவற்றின் குறுகிய ஆண்டுகள் என்பது ஆய்வாளர்கள் வெப்பமாதல் மற்றும் குளிர்வதின் மீள்சுழற்சிகளை ஒப்பீட்டளவில் விரைவாக அவதானிக்க முடியும் என்பதாகும். இந்தக் கோள்களில் ஒன்றின் ஒவ்வொரு புதிய அளவீடும் இன்னும் மிகவும் கட்டுமானத்தில் உள்ள ஒரு படத்திற்கு ஒரு தரவுப் புள்ளியைச் சேர்க்கிறது.
HD 3167 b குறிப்பாக மதிப்புமிக்கது, ஏனெனில் இது பெரும்பாலும் காலியாக இருந்த ஒரு திசையில் மாதிரியை விரிவுபடுத்துகிறது. குளிர்ந்த எரிமலை உலகங்கள் வளிமண்டலங்களைத் தக்கவைத்துக் கொள்ள முடிந்தால், அவ்வப்போது கூட, "வெறும் பாறை" மற்றும் "வாயு சூழ்ந்த உலகம்" இடையேயான எல்லை, எளிய வெப்பநிலை அடிப்படையிலான விதி குறிப்பிடுவதை விட மங்கலாக இருக்கும். அது, ஒரு கோளின் வாழ்நாளில் வளிமண்டலங்களின் இழப்பு மற்றும் தக்கவைப்பை வானியலாளர்கள் எவ்வாறு மாதிரியாக்குகிறார்கள் என்பதைப் பாதிக்கிறது.
எஞ்சியிருக்கும் திறந்த கேள்விகள்
மிக அவசரமான கேள்வி என்னவென்றால், HD 3167 b உண்மையிலேயே ஒரு வளிமண்டலத்தைக் கொண்டிருக்கிறதா அல்லது அதன் எதிர்பார்த்ததை விடக் குளிர்ந்த மேற்பரப்பை வேறு ஏதேனும் செயல்முறை விளக்குகிறதா என்பதுதான். ஒரு வாயு உறையின் இருப்பை உறுதிப்படுத்துவதற்கும், அந்த உறை எதனால் ஆனது என்பதைக் கண்டறிவதற்கும் கூடுதல் அவதானிப்புகள் மற்றும் பகுப்பாய்வு தேவைப்படும். குழுவின் சான்றுகள் சுவாரஸ்யமானவை, ஆனால் அவை ஒரு தீர்ப்பை விட ஒரு சாத்தியத்திற்கான சான்றாகும்.
இரண்டாவது கேள்வி, அத்தகைய வளிமண்டலம் எப்படி நீடித்திருக்க முடியும் என்பது பற்றியது. குளிர்ந்த எரிமலை உலகங்கள் வளிமண்டலங்களைக் கொண்டிருக்கவில்லை என்று ஒரு காரணத்திற்காகக் கருதப்பட்டது, மேலும் HD 3167 b போன்ற ஒரு கோள் ஒன்றைத் தக்கவைத்துக் கொள்ள எது அனுமதிக்கிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது — அது அவ்வாறு செய்தால் — குறுகிய-கால கோள்களில் வளிமண்டலத் தப்பிப்பு மற்றும் மேற்பரப்பு இடைவினைகளின் மாதிரிகளைக் கூர்மைப்படுத்தும்.
தற்போதைக்கு, HD 3167 b விண்மீன் மண்டலத்தின் மிகத் தீவிரமான கோள்கள் விஞ்ஞானிகள் அவற்றுக்காக எழுதும் விதிகளை அரிதாகவே பின்பற்றுகின்றன என்பதற்கான ஒரு நினைவூட்டலாக நிற்கிறது. JWST எரிமலை உலகங்களைத் தொடர்ந்து அவதானித்து வருவதால், வரும் ஆண்டுகள் இந்தக் குளிர்ந்த விதிவிலக்கு ஒரு விதிவிலக்கா அல்லது இந்த வகைப்பாட்டையே மறுசிந்தனை செய்ய வேண்டும் என்பதற்கான முதல் அறிகுறியா என்பதை வெளிப்படுத்த வேண்டும்.
இந்தக் கட்டுரை Universe Today இன் செய்தியறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.
Originally published on universetoday.com