JWST இருண்ட, வளிமண்டலம் அற்ற ஒரு சூப்பர்-பூமியை கண்டறிந்து அதன் மேற்பரப்பை நேரடியாக வாசித்தது

ஒரு பாறை வெளிக்கோள் மேலும் தெளிவாக காட்சியளிக்கிறது

ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளித் தொலைநோக்கி இதுவரை ஆய்வு செய்யப்பட்ட மிகக் கடுமையான பாறை உலகங்களில் ஒன்றான LHS 3844 b-ஐ மேலும் நெருக்கமாகப் பார்த்துள்ளது: இது சுமார் 48 ஒளியாண்டுகள் தூரத்தில் உள்ள ஒரு நட்சத்திரத்தைச் சுற்றிவரும் ஒரு சூப்பர்-பூமி. Kua'kua என்று அநுசரணையாக அழைக்கப்படும் இந்த கோள், இருண்ட, சூடான, பாறைமயமான, மற்றும் வளிமண்டலம் அற்ற ஒன்றாகத் தோன்றுகிறது. அந்த முடிவு தானாகவே முக்கியமானது; ஆனால் அதைவிட ஆழமான முக்கியத்துவம் அதன் முறையியல் சார்ந்தது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் JWST-ஐ வெறும் கோளின் பொது பண்புகளை ஊகிக்கப் பயன்படுத்தவில்லை. அவர்கள் மேற்பரப்பிலிருந்து வரும் ஒளியைக் நேரடியாகக் கண்டறிந்து, அந்த மேற்பரப்பு எதனால் ஆனதாக இருக்கலாம் என்பதை ஆய்வு செய்தனர்.

LHS 3844 b முதன்முதலில் 2018-ல் TESS மூலம் கண்டறியப்பட்டது, அது தனது நட்சத்திரத்தின் முன்னால் கடந்து செல்லும் போது. அது பூமியைவிட சுமார் 30 சதவீதம் பெரியது, மேலும் ஒரு சிவப்பு குள்ள நட்சத்திரத்தை ஒவ்வொரு 11 மணிநேரத்துக்கும் ஒரு அலை-பூட்டப்பட்ட (tidally locked) வட்டப்பாதையில் சுற்றுகிறது; அதாவது ஒரு பக்கம் எப்போதும் நட்சத்திரத்தை எதிர்நோக்கி இருக்கும். பகல் பக்கம் சுமார் 1000 கேல்வினை எட்டுகிறது, இதனால் அது பூமியைப் போன்ற எதையும்விட மிக அதிகமாக சூடேறிய புதனை ஒத்த சூழலாகிறது. அதின் கடுமை, விநோதமாக, அதை ஆய்வு செய்ய எளிதாக்குகிறது. எரியும் அளவுக்கு சூடான, வளிமண்டலம் அற்ற பகல் பக்கம், JWST பயனுள்ள சிக்னலைப் பெறும் அளவுக்கு அகச்சிவப்பு ஒளியை வலுவாக உமிழ்கிறது.

வளிமண்டலங்களிலிருந்து வெறுமையான பாறை வரை

வெளிக்கோள் அறிவியலின் பெரும்பகுதி வளிமண்டலங்களிலேயே கவனம் செலுத்தியுள்ளது. அவை கொண்ட வாயு உறைகள் அமைப்பு, வெப்பநிலை வடிவமைப்பு, மற்றும் சில சந்தர்ப்பங்களில், வாழ்தகுதி பற்றிய கவர்ச்சிகரமான குறிப்புகளை வெளிப்படுத்தலாம். ஆனால் வளிமண்டலம் இல்லாத பாறைக் கோள்களும் அறிவியல் ரீதியாக மதிப்புடையவையே. அவை தங்களின் மேற்பரப்பை நேரடியாகப் புரிந்துகொள்ள ஒரு வழியை வழங்குகின்றன; இது அவற்றின் மேலுள்ள வாயுக்களை வாசிப்பதைவிட மிகவும் கடினமானது.

அங்கேதான் JWST-இன் Mid-Infrared Instrument, அல்லது MIRI, குறிப்பாக சக்திவாய்ந்ததாகிறது. Sebastian Zieba மற்றும் Laura Kreidberg தலைமையிலான குழு, கோளின் பகல் பக்கத்திலிருந்து வரும் அகச்சிவப்பு கதிர்வீச்சை ஆய்வு செய்ய MIRI-யைப் பயன்படுத்தினர். பின்னர், பெறப்பட்ட ஸ்பெக்ட்ரத்தை பூமி, சந்திரன், மற்றும் செவ்வாய் ஆகியவற்றில் அறியப்பட்ட பாறைகள் மற்றும் கனிமங்களின் நூலகங்களுடன் ஒப்பிட்டனர். அறிக்கையில் விவரிக்கப்பட்டதுபோல், பெறப்பட்ட முடிவு, பொதுவாக கிரானைட் போன்ற சிலிக்கேட் பாறைகளில் வளமான பூமியின் பாறைப் படலத்துக்கு ஒத்த ஒரு மேற்பரப்பை நிராகரிக்கிறது.

அதற்குப் பதிலாக, தரவுகள் மாந்தில் வகை பொருள் அல்லது லாவா பாறை ஆகியவற்றுடன் அதிகம் பொருந்துகின்றன. எளிய சொற்களில், Kua'kua பூமியின் கண்டங்களிலிருந்து பரிச்சயமான பாறைப் படலப் பொருளால் மூடப்பட்ட ஒரு பாறைக் கோளாகத் தெரியவில்லை. அது அதிகமாக உரிக்கப்பட்ட, இருண்ட, கடுமையாக சூடேற்றப்பட்ட ஒரு உலகைப் போலத் தெரிகிறது; அதன் மேற்பரப்பு அமைப்பு ஆழ்ந்த கோளியல் அடுக்குகள் அல்லது பரவலான எரிமலைப் பாறையை பிரதிபலிக்கக்கூடும்.

வளிமண்டலம் இல்லை, பாதுகாப்பும் இல்லை

விளக்கத்திற்கான மைய அம்சம் வளிமண்டலத்தின் இல்லாமையே. ஒரு வளிமண்டலம் வெப்பத்தை மீள்பகிர்ந்தளிக்கிறது, வெப்பநிலை வேறுபாடுகளை மிதப்படுத்துகிறது, மற்றும் அகச்சிவப்பு ஸ்பெக்ட்ரத்தில் வலுவான அடையாளங்களைப் பதிக்க முடியும். அது இல்லாதபோது, பகல் பக்கம் தொடர்ந்து சுட்டெரிக்கிறது, மேலும் வெளியிடப்படும் ஒளி மேற்பரப்பின் பண்புகளை மேலும் நேரடியாக பிரதிபலிக்கிறது. Laura Kreidberg-இன் சுருக்கம் தெளிவானது: இருண்ட, சூடான, நிர்சாகரப் பாறை, எந்தவித வளிமண்டலமும் அற்றது.

இந்த முடிவு, சிவப்பு குள்ள நட்சத்திரங்களைச் சுற்றியுள்ள பல நெருக்கமான பாறைக் கோள்கள் மிகுதியான தீவிர சூழல்கள் ஆக இருக்கலாம் என்ற வளர்ந்து வரும் புரிதலுக்கு மேலும் ஆதரவு அளிக்கிறது. சிவப்பு குள்ளங்கள் விண்மீன் மண்டலத்தில் மிகவும் பொதுவான நட்சத்திரங்கள்; அதனால் அவற்றின் கோள்கள் அடிக்கடி ஆய்வுக்குரிய இலக்குகளாகின்றன. ஆனால் அதிக எண்ணிக்கை என்பது வாழ்தகுதியைக் குறிக்காது. இந்நட்சத்திரங்களுக்கு மிக அருகில் சுற்றும் உலகங்கள் அலை-பூட்டப்பட்டவையாகவும், கடுமையான கதிர்வீச்சுக்கு ஆளாகியும், புவியியல் அல்லது வளிமண்டல ரீதியாகவும் பூமியுடன் எளிதில் ஒப்பிட முடியாத அளவிற்கு மாற்றமடைந்தவையாகவும் மாறக்கூடும்.

எனினும், அத்தகைய கோள்கள் மதிப்புமிக்க ஆய்வகங்களாகவே உள்ளன. அகச்சிவப்பு ஸ்பெக்ட்ரங்களைக் கொண்டு பாறைப் படல மேற்பரப்புகளை மாந்தில் போன்ற பொருட்களிலிருந்து அல்லது குளிர்ந்த லாவாவிலிருந்து வேறுபடுத்தி அறிய வானியலாளர்கள் கற்றுக்கொண்டால், பாறை வெளிக்கோள்களுக்கான மேலும் வளமான வகைப்பாட்டு அமைப்பை நோக்கி அவர்கள் நகர்கிறார்கள். இது நீண்ட காலத்தில் முக்கியமானது, ஏனெனில் எதிர்கால கண்டுபிடிப்புகளில் வளிமண்டலம், மேற்பரப்பு, மற்றும் புவியியல் அனைத்தும் ஒன்றோடொன்று பின்னிப்பிணைந்த பல உலகங்கள் இடம்பெறும்.

நேரடி மேற்பரப்பு கண்டறிதல் ஏன் முக்கியம்

தொலைவில் உள்ள பாறைக் கோளின் மேற்பரப்பிலிருந்து வரும் ஒளியைக் கண்டறிதல் இந்த துறைக்கு ஒரு முக்கிய முன்னேற்றம். வெளிக்கோள்கள் மிக மங்கலானவை; பொதுவாக அவற்றின் நட்சத்திரங்களின் பிரகாசத்தால் மறைக்கப்படுகின்றன. கனிம மாதிரிகளுடன் ஒப்பிடத்தக்க அளவிற்கு துல்லியமான பகல் பக்கச் சிக்னலைப் பிரித்தெடுப்பது, JWST-இன் உணர்திறனையும் தற்போதைய பகுப்பாய்வு முறைகளின் முதிர்ச்சியையும் காட்டுகிறது. இது ஒரு வெளிக்கோளை கண்டறிதல் அட்டவணையில் ஒரு புள்ளியாக இருப்பதிலிருந்து, மேலும் வாசிக்கக்கூடிய அடையாளமுள்ள ஒரு நிலஅமைப்பியல் பொருளாக மாற்றுகிறது.

நிச்சயமாக, அந்த அடையாளம் இன்னும் முழுமையல்ல. அறிவியலாளர்கள் பௌதிக மாதிரிகளுக்குப் பதிலாக மாடல்கள் மற்றும் ஒப்பீடுகளுடன் பணியாற்றுகின்றனர். மேற்பரப்பில் எந்தப் பொருட்கள் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன என்பது குறித்த அநிச்சயத்திற்கு இடம் இருக்கிறது. ஆனால் பூமியின் பாறைப் படலத்துக்கு ஒத்த ஒன்றை நிராகரிக்க முடியும் என்ற திறனே ஏற்கனவே பயனுள்ளதாகும். இது சாத்தியக்கூறுகளை குறைக்கிறது, மேலும் கண்காணிப்பு வடிவியல் சாதகமாக இருந்தால், ஒப்பீட்டளவில் சிறிய பாறைக் கோள்களும் ஆச்சரியமான விரிவான குறிப்புகளை வழங்கக்கூடும் என்பதை காட்டுகிறது.

இந்த ஆய்வு சூரியக் குடும்பத்தைத் தாண்டிய ஒப்பீட்டு கோளியல் அறிவியலின் எதிர்காலத்தையும் சுட்டிக்காட்டுகிறது. பல தசாப்தங்களாக, சந்திரன், செவ்வாய், வெள்ளி, புதன் போன்ற அருகிலுள்ள உலகங்களுக்காக மட்டுமே வானியலாளர்கள் கோளியல் புவியியலை விரிவாக ஆய்வு செய்ய முடிந்தது. Webb அந்த எல்லையை விரிவுபடுத்தத் தொடங்கியுள்ளது. வெளிக்கோள்களின் மேற்பரப்பு அமைப்பை மதிப்பிட முடிந்தால், தொலைதூர பாறை உலகங்களின் வகைப்பாடு அளவு மற்றும் வெப்பநிலை என்ற எளிய பிரிவுகளை விட மிகவும் வளமானதாக மாறும்.

சூப்பர்-பூமி, ஆனால் பூமியின் இரட்டையல்ல

“சூப்பர்-பூமி” என்பது மாயையான பெயராக இருக்கலாம், ஏனெனில் அது முதன்மையாக அளவைக் குறிக்கும்; வாழ்தகுதியைக் குறிக்காது. LHS 3844 b பூமியைவிட சுமார் 30 சதவீதம் மட்டுமே பெரியது, ஆனால் அதைப் பற்றிய மற்ற כמעט எல்லாவற்றும் அது பூமியின் இரட்டையல்ல என்பதைச் சொல்கிறது. அது தனது நட்சத்திரத்தை வெறும் 11 மணிநேரத்தில் சுற்றுகிறது. அது அலை-பூட்டப்பட்டிருக்கிறது. அதன் பகல் பக்கம் எரிந்து கொண்டிருக்கிறது. மேலும் அதன் மேற்பரப்பு நிர்சாகரமாகவும் வளிமண்டலம் அற்றதாகவும் தெரிகிறது.

அந்த வேறுபாடு பயனுள்ளதாகும். பாறைக் கோள்கள் பல வடிவங்களில் வருகின்றன என்பதையும், பூமியைப் போன்ற அளவு என்பது பூமியைப் போன்ற சூழ்நிலைகளைக் குறிக்காது என்பதையும் அது வானியலாளர்களுக்கும் பொதுமக்களுக்கும் நினைவூட்டுகிறது. Kua'kua, நிலைத்த நட்சத்திர வெப்பத்தின் கீழ் வெளிப்பட்ட மேற்பரப்பு பொருளின் கூடுதல் ஆர்வத்துடன் கூடிய, பெரிதாக்கப்பட்ட புதன் போன்றதாக இருக்கலாம்.

இந்த உலகைப் பற்றிய JWST-இன் அவதானிப்பு, பாறை வெளிக்கோள்களைப் பற்றிய ஒவ்வொரு கேள்விக்கும் பதில் அளிக்காது; ஆனால் அளக்க இயல்வதன் எல்லையில் ஒரு மாற்றத்தை அது குறிக்கிறது. வானியலாளர்கள் இனி ஒரு சிறிய கோள் இருக்கிறதா என்று மட்டும் கேட்பதிலேயே கட்டுப்படவில்லை. அதன் மேற்பரப்பு எப்படியுள்ளது என்று கேட்கத் தொடங்கியுள்ளனர். 48 ஒளியாண்டுகள் தூரத்தில் உள்ள ஒரு நிர்சாகர உலகுக்கு, இது ஒரு குறிப்பிடத்தக்க தாவல்.

• JWST, தனது MIRI கருவியைப் பயன்படுத்தி LHS 3844 b-யின் சூடான பகல் பக்கத்தை ஆய்வு செய்தது.
• இந்த சூப்பர்-பூமி இருண்ட, நிர்சாகரமான, பாறைக் கோளாகவும், வளிமண்டலம் இல்லாததாகவும் தோன்றுகிறது.
• அகச்சிவப்பு ஸ்பெக்ட்ரம், பூமியின் பாறைப் படலம் போன்ற மேற்பரப்பை நிராகரித்து, மாந்தில் அல்லது லாவா பாறையை சுட்டிக்காட்டுகிறது.

இந்தக் கட்டுரை Universe Today-யின் செய்தி அறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையை வாசிக்கவும்.