கிரக வரையறைகளின் எல்லையில் ஒரு கனமான உலகம்
James Webb Space Telescope-ஐ பயன்படுத்தும் வானியலாளர்கள் 29 Cygni b-ஐ கவனமாக ஆய்வு செய்துள்ளனர்; இது அசாதாரணமாக மிகப்பெரிய வாயுக் கோள், மிகப்பெரிய கோள்கள் எவ்வாறு உருவாகின்றன என்பதைக் தெளிவுபடுத்த உதவக்கூடும். இந்த பொருள் பூமியிலிருந்து சுமார் 133 ஒளியாண்டுகள் தொலைவில் உள்ளது, மேலும் அதன் நிறை வியாழனின் நிறையை விட சுமார் 15 மடங்கு அதிகம்; இதனால் பெரிய கோள்கள் தோல்வியுற்ற நட்சத்திரங்களைப் போலத் தோன்றத் தொடங்கும் மங்கலான எல்லைக்குள் அது வருகிறது.
அந்த எல்லை முக்கியமானது, ஏனெனில் மிகுதியான வாயுக் கோள்கள் எவ்வாறு உருவாகின்றன என்பதற்கான உறுதியான விளக்கம் இன்னும் கிரக அறிவியலில் இல்லை. சிறிய உலகங்கள் பொதுவாக கீழிருந்து மேலே செல்லும் முறையில் உருவாகுகின்றன என்று கருதப்படுகிறது; அதில் பாறை மற்றும் பனித்துகள்கள் மெதுவாக ஒன்றோடொன்று ஒட்டி, காலப்போக்கில் பெரிய உடல்களை உருவாக்குகின்றன. ஆனால் 29 Cygni b போன்ற மிகப்பெரிய உலகங்களுக்கு அந்த மாதிரியைத் தொடர்வது கடினமாகிறது. ஒரு கோள் பொதுவாக கிரக நிறையாகக் கருதப்படும் மேல்நிலையை அணுகும் போது, அது உண்மையில் கிரகமாகவே உருவானதா என்ற கேள்வியை வானியலாளர்கள் எழுப்ப வேண்டியுள்ளது.
புதிய Webb அடிப்படையிலான பகுப்பாய்வு வெறும் மற்றொரு exoplanet-ஐ பட்டியலில் சேர்ப்பது மட்டுமல்ல. இது துறையின் மிக முக்கியமான கேள்விகளில் ஒன்றை நேரடியாகத் தொட்டுள்ளது: மிகப்பெரிய வாயுக் கோள்கள் நிலையான கிரக-உருவாக்கத்தின் விளைவுகளா, அல்லது அவற்றில் சில நேரடி சரிவு மூலம், அதிக நட்சத்திர-போன்ற முறையில் உருவாகிறதா என்பதே அந்தக் கேள்வி.
கீழிருந்து மேலே உருவாகும் முறை vs மேலிருந்து கீழே உருவாகும் முறை
மூல உரை இந்தப் பிரச்சினையை இரண்டு பரந்த உருவாக்கப் பாதைகளின் போட்டியாக விவரிக்கிறது. பாரம்பரிய கீழிருந்து மேலே என்ற படத்தில், சிறிய திடத் துகள்கள் பெரிய மையங்களாகக் கூடுகின்றன, பின்னர் அடர்த்தியான வாயு உறைகளைச் சேகரிக்கின்றன. இந்தச் செயல்முறை பல கோள்களை விளக்குவதற்குப் பெரிதும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, குறிப்பாக திடப் பொருளும் வாயுவும் போதுமான காலம் கிடைக்கும் அமைப்புகளில் கட்டமைப்பு படிப்படியாக உருவாகும்போது.
ஆனால் 29 Cygni b போன்ற உலகுக்கு அந்த வழி சிரமமாக இருக்கலாம். சுமார் 15 வியாழன் நிறைகளில், கோள் அளவு மட்டுமே படிப்படியான வளர்ச்சி மாதிரிகளை சிக்கலாக்குகிறது. அதனால் வானியலாளர்கள் இத்தகைய பொருட்களுக்கு மேலிருந்து கீழே என்ற மாற்று வாய்ப்பையும் கருதுகிறார்கள்: முன்கோள் சூழலில் அடர்த்தியான பொருள் நேரடியாக சரிவதன் மூலம் உருவாகுதல். அந்த நிலையில், ஒரு பெரிய உடல் அதிக திடீரென உருவாகிறது; அது அடுக்குகளாக பொருள் சேர்த்துக் கொள்ளும் வழக்கமான கோளைவிட ஈர்ப்பு சரிவில் இருந்து தோன்றும் நட்சத்திரப் பொருளைப் போன்றதாக இருக்கும்.
29 Cygni b-இன் உண்மையான அறிவியல் மதிப்பு அதன் வளிமண்டலத்தில் எந்தப் பாதை மேலோங்கி இருந்தது என்பதை காட்டக்கூடிய தடயங்கள் பாதுகாக்கப்பட்டிருக்கலாம் என்ற சாத்தியத்தில் உள்ளது. Webb-இன் உணர்திறன் இதற்காக மிகவும் பயனுள்ளது, ஏனெனில் வளிமண்டலக் கலவை ஒரு உலகம் தனது பொருளை எவ்வாறு, எங்கே சேகரித்தது என்பதை வெளிப்படுத்த முடியும்.
கலவையே ஏன் முக்கியமான சான்று
வழங்கப்பட்ட அறிக்கையின்படி, 29 Cygni b-இல் கனமான கூறுகள் பூமியைவிட சுமார் 150 மடங்கு அதிகமாகக் காணப்படுகின்றன. இத்தகைய செறிவு உருவாக்க விவாதத்தின் மையம். ஒரு மிகப்பெரிய வாயுக் கோள் கனமான கூறுகளின் தெளிவான அடையாளத்தைக் கொண்டிருந்தால், அந்த பொருள் திடப் பொருள் நிறைந்த கட்டுமானத் துண்டுகளிலிருந்து உருவானதா அல்லது சரிவு சார்ந்த முறையில் தோன்றியதா என்பதை வானியலாளர்கள் அந்தத் தகவலைப் பயன்படுத்தி சோதிக்கலாம்; அந்த இரண்டு முறைகளும் வேறுபட்ட இரசாயன வடிவங்களை உருவாக்கும்.
கலவை மட்டும் எல்லா கேள்விகளுக்கும் பதில் அளிக்காது, ஆனால் சாத்தியமான கதைகளின் எண்ணிக்கையை குறைக்கிறது. exoplanet அறிவியல் increasingly இந்த வகை ஊகத்தின் மீது சார்ந்துள்ளது: வளிமண்டலக் கையொப்பங்களைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கத்தின் மறைநிலைக் கதையை மீட்டமைத்தல். James Webb Space Telescope இதற்கு மிகவும் பொருத்தமானது, ஏனெனில் முந்தைய கண்காணிப்புகளில் மிகத் தொலைவில், மிக மங்கலாக அல்லது மிகச் சிக்கலாக இருந்த உலகங்களை ஆராய ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு இது உதவுகிறது.
அந்த அர்த்தத்தில், 29 Cygni b தனிப்பட்ட ஆச்சரியமாக மட்டுமல்ல, ஒரு ஒப்பீட்டு அளவுகோலாகவும் மதிப்புடையது. ஒரு சூப்பர் ஜெயண்ட் உலகம் எவ்வாறு உருவானது என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் புரிந்துகொண்டால், பெரிய கோள்களுக்கும் brown-dwarf போன்ற உடல்களுக்கும் இடையிலான மங்கலான பகுதியைக் கொண்ட பிற பொருட்களை விளக்கப் பயன்படுத்தப்படும் கட்டமைப்பை மேலும் மேம்படுத்த முடியும்.
கோள்-நட்சத்திர எல்லைக் கோடு இன்னும் உறுதியற்றதே
29 Cygni b மீதான ஆர்வம் ஒரு பெரிய வகைப்பாடு சிக்கலையும் பிரதிபலிக்கிறது. வானியல் பலவீனமான ஆனால் பயனுள்ள பிரிவுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டுள்ளது, மேலும் நிறை அதிகரிக்கும் போது “கோள்” என்ற பெயர் குறைவாக நிலையானதாகிறது. சுமார் 15 வியாழன் நிறைகளில், ஒரு பொருள் மிகப் பெரிய கோளுக்கும் substellar பொருளுக்கும் இடையிலான வேறுபாடு நிறை மூலம் மட்டும் தெளிவாக இல்லாத வரம்புக்குள் செல்கிறது.
அதனால்தான் Webb-இன் பார்வைகள் கோள்கள் மற்றும் நட்சத்திரங்கள் இடையிலான எல்லையை வரையறுக்க உதவக்கூடும் என்று கட்டுரை வலியுறுத்துகிறது. 29 Cygni b-ஐ இப்போது நட்சத்திரமாக மறுவகைப்படுத்துகிறார்கள் என்பதல்ல கருத்து. மாறாக, அதன் பண்புகள் வகைப்பாட்டு பெயர்கள் எதைப் பிடிக்க வேண்டும் என்று வானியலாளர்கள் கவனமாக சிந்திக்க வேண்டிய நிலையை உருவாக்குகின்றன. அவை முக்கியமாக நிறையின் அடையாளங்களா? உருவாக்க வரலாற்றின் அடையாளங்களா? உள் இயற்பியலின் அடையாளங்களா? இப்படியான உலகங்கள் அந்தத் தேர்வுகளை வெளிப்படுத்துகின்றன.
exoplanet கண்டுபிடிப்புகள் தொடர்ந்தால், இந்தப் பிரச்சினை அரிதாக அல்ல, மேலும் பொதுவாகவே இருக்கும். இப்போது தொலைநோக்கிகள் பலவகை பொருட்களை கண்டுபிடிக்கின்றன; எனவே எல்லைக் கோடுகளான விசித்திரங்கள் இனி அரிதான விதிவிலக்குகள் அல்ல. அவை துறையின் அடிப்படை வரையறைகளையே வடிவமைத்து வருகின்றன.
Webb exoplanet அறிவியலை எவ்வாறு மாற்றுகிறது
James Webb Space Telescope பரந்த வானியல் இலக்குகளுக்காக கட்டப்பட்டது, ஆனால் அதன் மிக வலுவான தாக்கங்களில் ஒன்று exoplanet பண்புக்கூறு அடையாளமிடலில் ஏற்பட்டுள்ளது. ஒரு கோள் இருப்பதை மட்டும் கண்டறிவதற்குப் பதிலாக, Webb அது எப்படி இருக்கிறது, அது எவ்வாறு உருவாகியிருக்கலாம் என்பதையும் காட்ட உதவுகிறது. கோள்களை எண்ணுவதிலிருந்து அவற்றை புரிந்துகொள்வதற்கான இந்த மாற்றம் தற்போதைய தசாப்தத்தின் முக்கிய அறிவியல் மாற்றங்களில் ஒன்றாகும்.
29 Cygni b-இன் நிகழ்வில், Webb-இன் பங்கு ஒரு பரந்த கோட்பாட்டு விவாதத்தை அதிக சோதிக்கக்கூடியதாக மாற்றுவதாகும். பழைய கருவிகளால் பெரும்பாலும் முடியாத முறையில், வளிமண்டலச் சான்றுகளை உருவாக்க மாதிரிகளுடன் இணைக்க இந்த தொலைநோக்கி வானியலாளர்களுக்கு உதவுகிறது. இதன் விளைவு, ஒவ்வொரு சூப்பர் ஜெயண்ட் உலகமும் எவ்வாறு உருவாகிறது என்பதற்கான இறுதி பதில் அல்ல; ஆனால் இன்னும் தெளிவான, ஆதார-சார்ந்த வாதம்.
அறிவியல் நடைமுறையில் பெரும்பாலும் இப்படித்தான் முன்னேறுகிறது. ஒரு தனிப் பொருள் முழு துறையின் பெரிய அறியாமையைத் தீர்க்காது. ஆனால் சரியான கருவியுடன், சரியான நேரத்தில் கவனிக்கப்பட்ட சில பொருட்கள் கோட்பாடுகளை மேலும் துல்லியமாக இருக்க வற்புறுத்தும். 29 Cygni b அத்தகைய ஒன்றாகத் தோன்றுகிறது.
இந்தக் கதை ஏன் முக்கியம்
- 29 Cygni b, பெரிய கோள்களுக்கும் நட்சத்திரம் போன்ற பொருட்களுக்கும் இடையிலான மங்கலான எல்லைக்கு அருகில் உள்ளது.
- அதன் கலவை, படிப்படியான core growth மற்றும் direct-collapse உருவாக்க மாதிரிகளை வேறுபடுத்த வானியலாளர்களுக்கு உதவலாம்.
- Webb, exoplanet அறிவியலை கண்டறிதலைத் தாண்டி விரிவான இயற்பியல் விளக்கத்திற்குத் தள்ளுகிறது.
இந்தக் கட்டுரை Space.com வெளியிட்ட செய்தியினை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.
Originally published on space.com
