JWST ఒక చీకటి, వాయురహిత సూపర్-ఎర్త్‌ను కనుగొని, దాని ఉపరితలాన్ని నేరుగా చదివింది

ఒక రాతి ఎక్సోప్లానెట్ మరింత స్పష్టంగా కనిపిస్తోంది

జేమ్స్ వెబ్ స్పేస్ టెలిస్కోప్ ఇప్పటివరకు అధ్యయనం చేసిన మరింత కఠినమైన రాతి ప్రపంచాలలో ఒకటైన LHS 3844 b ను మరింత దగ్గరగా చూసింది: ఇది సుమారు 48 కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో ఉన్న ఒక నక్షత్రాన్ని చుట్టే సూపర్-ఎర్త్. అనౌపచారికంగా Kua'kua అని పిలవబడే ఈ గ్రహం, చీకటి, వేడి, రాతితో నిండి, వాతావరణం లేనట్టుగా కనిపిస్తోంది. ఆ నిర్ణయం ఒంటరిగా ముఖ్యమైనదే, కానీ దాని లోతైన ప్రాముఖ్యత పద్ధతిలో ఉంది. పరిశోధకులు JWST ను కేవలం విస్తృతమైన గ్రహ లక్షణాలను అంచనా వేయడానికి మాత్రమే ఉపయోగించలేదు. వారు ఉపరితలంనుంచి వచ్చే కాంతిని నేరుగా గుర్తించి, ఆ ఉపరితలం ఏమితో తయారై ఉండవచ్చో పరిశీలించారు.

LHS 3844 b ను మొదటిసారి 2018లో TESS కనుగొంది, అది తన హోస్ట్ నక్షత్రం ముందు నుంచి సంచరిస్తున్నప్పుడు. ఇది భూమికంటే సుమారు 30 శాతం పెద్దది, మరియు ఎర్ర బొమ్మ నక్షత్రాన్ని ప్రతి 11 గంటలకు ఒక టైడల్లీ లాక్ అయిన కక్ష్యలో చుట్టుతుంది; అంటే ఒక వైపు శాశ్వతంగా నక్షత్రాన్ని ఎదుర్కొంటూ ఉంటుంది. రోజువైపు సుమారు 1000 కెల్విన్ వరకు చేరుతుంది, దీని వల్ల ఇది భూమికి సమానమైనదానికన్నా అధికంగా వేడి అయిన బుధుడిలాంటి వాతావరణాన్ని కలిగిస్తుంది. ఆ తీవ్రమైన పరిస్థితి, విరుద్ధంగా, దీన్ని అధ్యయనం చేయడం సులభతరం చేస్తుంది. మండుతున్నంత వేడి, వాయురహిత రోజువైపు ఇన్‌ఫ్రారెడ్ కాంతిలో బలంగా వికిరణం చేస్తుంది, అందువల్ల JWST ఉపయోగించగల సంకేతాన్ని వెలికితీయగలదు.

వాతావరణాల నుంచి ఖాళీ రాయి వరకు

ఎక్స్‌ప్లానెట్ శాస్త్రం చాలా భాగం వాతావరణాలపై కేంద్రీకృతమైంది. ఆ వాయుగోళాలు సంయోగం, ఉష్ణోగ్రత నిర్మాణం, మరియు కొన్ని సందర్భాల్లో, నివాసయోగ్యతకు సంబంధించిన ఆకర్షణీయ సంకేతాలను వెల్లడించగలవు. కానీ వాతావరణం లేని రాతి గ్రహాలు కూడా శాస్త్రీయంగా విలువైనవే. అవి వాటి మీదున్న వాయువులను చదవడం కంటే ఎంతో కష్టమైన, గ్రహ ఉపరితలాన్ని నేరుగా అర్థం చేసుకునే మార్గాన్ని ఇస్తాయి.

అక్కడే JWST యొక్క Mid-Infrared Instrument, లేదా MIRI, ప్రత్యేకంగా శక్తివంతమవుతుంది. Sebastian Zieba మరియు Laura Kreidberg నేతృత్వంలోని బృందం MIRI ని ఉపయోగించి గ్రహం రోజువైపు నుంచి వచ్చే ఇన్‌ఫ్రారెడ్ కిరణాలను విశ్లేషించింది. తరువాత వారు వచ్చిన స్పెక్ట్రాన్ని భూమి, చంద్రుడు, మరియు మంగళగ్రహంలో తెలిసిన రాళ్లు మరియు ఖనిజాల గ్రంథాలయాలతో పోల్చారు. నివేదికలో వివరించినట్లుగా, ఫలితం భూమి యొక్క పర్పటి లాంటి ఉపరితలాన్ని నిరాకరిస్తుంది; ఆ పర్పటి సాధారణంగా గ్రానైట్ వంటి సిలికేట్ రాళ్లలో సమృద్ధిగా ఉంటుంది.

దానికి బదులుగా, డేటా మాంటిల్-రకం పదార్థం లేదా లావా రాయితో ఎక్కువగా సరిపోతుంది. సరళంగా చెప్పాలంటే, Kua'kua భూమి ఖండాలనుండి పరిచయమైన పర్పటి పదార్థంతో కప్పబడి ఉన్న రాతి గ్రహంలా కనిపించడం లేదు. అది ఎక్కువగా తొలగించబడిన, చీకటి, బాగా వేడి చేయబడిన ప్రపంచంలా కనిపిస్తోంది; దాని ఉపరితల కూర్పు లోతైన గ్రహ పొరలను లేదా విస్తారమైన అగ్నిపర్వత శిలలను ప్రతిబింబించవచ్చు.

వాతావరణం లేదు, కవచం లేదు

వాతావరణం లేకపోవడం ఈ వివరణలో కేంద్ర అంశం. వాతావరణం ఉష్ణాన్ని పునర్విభజిస్తుంది, ఉష్ణోగ్రత తేడాలను తగ్గిస్తుంది, మరియు ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రంలో బలమైన సంకేతాలను ముద్రించగలదు. అది లేకుండా, రోజువైపు నిరంతరం వేడెక్కుతూనే ఉంటుంది, మరియు వెలువడే కాంతి ఉపరితలం యొక్క లక్షణాలను మరింత నేరుగా ప్రతిబింబిస్తుంది. Laura Kreidberg యొక్క సారాంశం స్పష్టంగా ఉంది: చీకటి, వేడి, నిర్జనమైన రాయి, ఏ వాతావరణమూ లేనిది.

ఈ నిర్ణయం ఎర్ర బొమ్మ నక్షత్రాల చుట్టూ ఉన్న అనేక సమీప రాతి గ్రహాలు అత్యంత తీవ్ర ప్రదేశాలు కావచ్చన్న పెరుగుతున్న అవగాహనకు తోడ్పడుతుంది. ఎర్ర బొమ్మలు గెలాక్సీలో అత్యంత సాధారణ నక్షత్రాలు, అందువల్ల వాటి గ్రహాలు తరచుగా అధ్యయన లక్ష్యాలుగా ఉంటాయి. కానీ అధిక సంఖ్యలో ఉండటం నివాసయోగ్యతను సూచించదు. ఈ నక్షత్రాలకు అత్యంత దగ్గరగా తిరిగే ప్రపంచాలు టైడల్లీ లాక్ అయి, తీవ్రమైన వికిరణాన్ని ఎదుర్కొని, భౌగోళికంగా లేదా వాయుమండలపరంగా భూమితో సులభంగా పోల్చలేని విధంగా మారిపోవచ్చు.

అయినా, ఆ గ్రహాలు విలువైన ప్రయోగశాలలుగానే ఉంటాయి. ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రాల సహాయంతో పర్పటి ఉపరితలాలను మాంటిల్-లాంటి పదార్థం లేదా చల్లబడిన లావా నుండి వేరుచేయడం ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు నేర్చుకుంటే, రాతి ఎక్సోప్లానెట్లకు మరింత సమృద్ధమైన వర్గీకరణ వ్యవస్థకు వారు దగ్గరవుతారు. భవిష్యత్తులో కనుగొనబడే అనేక ప్రపంచాల్లో వాతావరణం, ఉపరితలం, భూగర్భశాస్త్రం అన్నీ పరస్పరంగా ముడిపడి ఉంటాయి కాబట్టి, దీర్ఘకాలంలో ఇది ముఖ్యమైంది.

నేరుగా ఉపరితలం గుర్తించడం ఎందుకు ముఖ్యం

దూరంలోని రాతి గ్రహం ఉపరితలం నుండి వచ్చే కాంతిని గుర్తించడం ఈ రంగానికి గణనీయమైన ముందడుగు. ఎక్సోప్లానెట్లు మసకగా ఉంటాయి, సాధారణంగా వాటి నక్షత్రాల వెలుగులో మునిగిపోతాయి. ఖనిజ టెంప్లేట్లతో పోల్చడానికి సరిపడా ఖచ్చితమైన రోజువైపు సంకేతాన్ని వెలికితీయడం JWST యొక్క సున్నితత్వాన్ని, అలాగే ప్రస్తుత విశ్లేషణ పద్ధతుల పరిపక్వతను చూపిస్తుంది. ఇది ఒక ఎక్సోప్లానెట్‌ను కనుగొనబడిన జాబితాలోని ఒక బిందువుగా కాకుండా, మరింత చదవగలిగే గుర్తింపు కలిగిన ఒక భౌగోళిక వస్తువుగా మారుస్తుంది.

అయితే, ఆ గుర్తింపు ఇంకా పూర్తికాలేదు. శాస్త్రవేత్తలు భౌతిక నమూనాల కంటే మోడళ్ళు మరియు పోలికలతో పని చేస్తున్నారు. ఉపరితలంపై ఏ పదార్థాలు ఆధిపత్యం చెలాయిస్తున్నాయో ఖచ్చితంగా చెప్పడంలో అనిశ్చితికి స్థలం ఉంది. కానీ భూమి పర్పటికి సమానమైన దానిని తోసిపుచ్చగలగడం ఇప్పటికే సమాచారాత్మకం. ఇది అవకాశాలను తగ్గిస్తుంది, మరియు పరిశీలనా జ్యామితి అనుకూలంగా ఉంటే, తక్కువ పరిమాణం గల రాతి గ్రహాలు కూడా ఆశ్చర్యకరమైన స్థాయి వివరాలను అందించగలవని చూపిస్తుంది.

ఈ అధ్యయనం సౌరవ్యవస్థ బయట తులనాత్మక గ్రహవిజ్ఞాన భవిష్యత్తును కూడా సూచిస్తోంది. దశాబ్దాలుగా, చంద్రుడు, మంగళం, శుక్రుడు, బుధుడు వంటి సమీప ప్రపంచాలపై మాత్రమే ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు గ్రహ భూగర్భశాస్త్రాన్ని విపులంగా చేయగలిగారు. Webb ఆ సరిహద్దును విస్తరించడం ప్రారంభించింది. ఎక్సోప్లానెట్లకు ఉపరితల సంయోగాన్ని అంచనా వేయగలిగితే, దూరంలోని రాతి ప్రపంచాల వర్గీకరణ కేవలం పరిమాణం మరియు ఉష్ణోగ్రత వర్గాల కంటే ఎంతో సమృద్ధిగా మారుతుంది.

సూపర్-ఎర్త్, కానీ భూమి జోడీ కాదు

“సూపర్-ఎర్త్” అనే పదం తప్పుదారి పట్టించవచ్చు, ఎందుకంటే అది ప్రధానంగా పరిమాణాన్ని సూచిస్తుంది, నివాసయోగ్యతను కాదు. LHS 3844 b భూమికంటే సుమారు 30 శాతం మాత్రమే పెద్దది, కానీ దాన్ని గురించి మిగతావన్నీ అది భూమి జోడీకి విరుద్ధ దిశలో ఉన్నదని సూచిస్తున్నాయి. ఇది తన నక్షత్రాన్ని కేవలం 11 గంటల్లో చుట్టేస్తుంది. ఇది టైడల్లీ లాక్ అయి ఉంది. దాని రోజువైపు కాలిపోతోంది. మరియు దాని ఉపరితలం నిర్జనంగా, వాతావరణం లేనట్టుగా కనిపిస్తోంది.

ఆ వ్యత్యాసం ఉపయోగకరం. ఇది ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలకు మరియు సాధారణ ప్రజలకు కూడా రాతి గ్రహాలు అనేక రూపాల్లో ఉంటాయని, మరియు భూమి లాంటి పరిమాణం అంటే భూమి లాంటి పరిస్థితులనే సూచించదని గుర్తు చేస్తుంది. Kua'kua, నిరంతర నక్షత్ర ఉష్ణత కింద బయటపడిన ఉపరితల పదార్థం అనే అదనపు ఆసక్తితో కూడిన, స్కేలు పెంచిన బుధుడికి మరింత సమీపంగా ఉండవచ్చు.

ఈ ప్రపంచంపై JWST పరిశీలన రాతి ఎక్సోప్లానెట్ల గురించి అన్ని ప్రశ్నలను పరిష్కరించదు, కానీ ఏమి కొలవగలమనే విషయంలో ఇది మార్పును సూచిస్తుంది. ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు ఇకపై చిన్న గ్రహం ఉందా లేదా అన్న ప్రశ్నకే పరిమితం కావడం లేదు. వారు దాని ఉపరితలం ఎలా ఉందో అడగడం ప్రారంభించారు. 48 కాంతి సంవత్సరాల దూరంలోని ఒక నిర్జన ప్రపంచానికి, అది అద్భుతమైన ముందడుగు.

• JWST తన MIRI పరికరాన్ని ఉపయోగించి LHS 3844 b యొక్క వేడైన రోజువైపును అధ్యయనం చేసింది.
• ఈ సూపర్-ఎర్త్ చీకటి, నిర్జనమైన రాతి ప్రపంచంలా, వాతావరణం లేనట్టుగా కనిపిస్తోంది.
• ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రం భూమి పర్పటి లాంటి ఉపరితలాన్ని తిరస్కరిస్తూ, మాంటిల్ లేదా లావా రాయిని సూచిస్తోంది.

ఈ వ్యాసం Universe Today నివేదిక ఆధారంగా రూపొందించబడింది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.