एक नए वजन वाले एक्सोप्लैनेट ने खगोलविदों को चकित कर दिया है।
HD-114082b नामक एक बहुत छोटे, बृहस्पति के आकार के एक्सोप्लैनेट का माप लेने के बाद, वैज्ञानिकों ने पाया कि इसकी विशेषताएं गैस विशाल ग्रह निर्माण के दो लोकप्रिय मॉडलों में से किसी से भी मेल नहीं खाती हैं।
सीधे शब्दों में कहें तो यह अपनी उम्र के हिसाब से बहुत भारी है।
“वर्तमान में स्वीकृत मॉडलों की तुलना में, HD-114082b केवल 15 मिलियन वर्ष पुराने एक युवा गैस विशाल के लिए दो से तीन गुना अधिक घना है,” उन्होंने कहा। एस्ट्रोफिजिसिस्ट ओल्गा ज़खाज़ी बताते हैं जर्मनी में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोनॉमी से।
लगभग 300 प्रकाश-वर्ष दूर HD-114082 नाम के एक तारे की परिक्रमा करते हुए, एक्सोप्लैनेट गहन डेटा-एकत्रीकरण अभियान का विषय रहा है। केवल 15 मिलियन वर्ष की उम्र में, HD-114082b अब तक खोजे गए सबसे कम उम्र के एक्सोप्लैनेट्स में से एक है, और इसके गुणों को समझने से ग्रह कैसे बनते हैं, इसके बारे में सुराग मिल सकता है – एक प्रक्रिया पूरी तरह से समझ में नहीं आती है।
एक एक्सोप्लैनेट को व्यापक रूप से चित्रित करने के लिए दो प्रकार के डेटा की आवश्यकता होती है, जो इसके मेजबान तारे पर इसके प्रभाव के आधार पर होता है। ट्रांज़िट डेटा उस तरह का एक रिकॉर्ड है जिस तरह से किसी तारे की रोशनी कम हो जाती है जब एक परिक्रमा करने वाला एक्सोप्लैनेट उसके सामने से गुजरता है। यदि हम जानते हैं कि तारा कितना चमकीला है, तो यह फीकी रोशनी एक एक्सोप्लैनेट के आकार को प्रकट कर सकती है।
दूसरी ओर, रेडियल वेलोसिटी डेटा, बाहरी ग्रहों के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के जवाब में तारा कितना लड़खड़ाता है, इसका एक रिकॉर्ड है। यदि हम तारे के द्रव्यमान को जानते हैं, तो इसके डगमगाने का आयाम हमें एक्सोप्लैनेट का द्रव्यमान दे सकता है।
लगभग चार वर्षों से, शोधकर्ता HD-114082 के रेडियल वेग प्रेक्षणों को एकत्रित कर रहे हैं। एकत्रित पारगमन और रेडियल वेग डेटा का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने निर्धारित किया कि HD-114082b का एक समान त्रिज्या है बृहस्पति – लेकिन बृहस्पति का द्रव्यमान 8 गुना ज्यादा है। इसका मतलब है कि एक्सोप्लैनेट का घनत्व पृथ्वी से लगभग दोगुना और बृहस्पति से लगभग 10 गुना है।
इस छोटे एक्सोप्लैनेट के आकार और द्रव्यमान का अर्थ है कि यह बहुत बड़ा, चट्टानी ग्रह होने की संभावना नहीं है; इसके चारों ओर ऊपरी सीमा 3 पृथ्वी की त्रिज्या और यह 25 भूमि द्रव्यमान.
चट्टानी एक्सोप्लैनेट में बहुत कम घनत्व की सीमा भी होती है। इस सीमा के ऊपर, शरीर अधिक तीव्र हो जाता हैऔर ग्रह का गुरुत्वाकर्षण हाइड्रोजन और हीलियम का एक महत्वपूर्ण वातावरण धारण करना शुरू कर देता है।
HD-114082b इन मापदंडों से काफी अधिक है, जिसका अर्थ है कि यह एक गैस विशाल है। लेकिन खगोलविद नहीं जानते कि ऐसा कैसे हुआ।
“हमें लगता है कि विशाल ग्रह दो संभावित तरीकों से बन सकते हैं,” खगोलविद राल्फ लोनहार्ट कहते हैं mpia. “दोनों एक युवा, केंद्रीय तारे के चारों ओर वितरित गैस और धूल की एक प्रोटोप्लानेटरी डिस्क के भीतर होते हैं।”
दोनों विधियों को “कोल्ड स्टार्ट” या “हॉट स्टार्ट” कहा जाता है। ठंड की शुरुआत में, एक्सोप्लैनेट को कंकड़ के बाद कंकड़ बनाने के लिए माना जाता है, डिस्क में मलबे से तारे की परिक्रमा करता है।
टुकड़े आकर्षित करते हैं, पहले इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से, फिर गुरुत्वाकर्षण से। जितना अधिक द्रव्यमान, उतनी ही तेजी से यह बढ़ता है, जब तक कि यह ब्रह्मांड में दो सबसे हल्के तत्व हाइड्रोजन और हीलियम के एक भगोड़े निर्माण को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त नहीं हो जाता है, जो एक चट्टानी कोर के चारों ओर एक विशाल गैसीय लिफाफा बनाता है।
यह देखते हुए कि गैसें ऊष्मा खो देती हैं क्योंकि वे ग्रह के कोर की ओर गिरती हैं और वातावरण बनाती हैं, इसे अपेक्षाकृत अच्छे विकल्प के रूप में देखा जाता है।
एक गर्म शुरुआत को डिस्क अस्थिरता के रूप में भी जाना जाता है, और ऐसा तब होता है जब डिस्क में अस्थिरता का घूमता हुआ क्षेत्र गुरुत्वाकर्षण द्वारा सीधे अपने आप में गिर जाता है। परिणामी वस्तु बिना किसी चट्टानी कोर के पूरी तरह से गठित एक्सोप्लैनेट है, क्योंकि गैसें अपनी गर्मी को अधिक बनाए रखती हैं।
एक्सोप्लैनेट्स जो एक ठंडी शुरुआत या एक गर्म शुरुआत का अनुभव करते हैं, उन्हें अलग-अलग दरों पर ठंडा होना चाहिए, जिसके परिणामस्वरूप अलग-अलग विशेषताएं होती हैं जिन्हें हमें देखने में सक्षम होना चाहिए।
शोधकर्ताओं का कहना है कि HD-114082b की विशेषताएं हॉट-स्टार्ट मॉडल के अनुकूल नहीं हैं। उनका आकार और द्रव्यमान प्राथमिक अभिवृद्धि के साथ अधिक सुसंगत हैं। लेकिन फिर भी, यह अभी भी अपने आकार के लिए काफी विशाल है। या तो इसमें एक असामान्य नाभिक है या कुछ और चल रहा है।
“गर्म शुरुआत के विचार को छोड़ देना जल्दबाजी होगी,” लोनहार्ट कहते हैं. “हम केवल इतना कह सकते हैं कि हम अभी भी विशाल ग्रहों के निर्माण को बहुत अच्छी तरह से नहीं समझ पाए हैं।”
एक्सोप्लैनेट उन तीन ग्रहों में से एक हैं जिन्हें हम जानते हैं कि वे 30 मिलियन वर्ष से कम पुराने हैं, और जिनके लिए खगोलविदों ने त्रिज्या और द्रव्यमान माप प्राप्त किए हैं। अब तक, तीनों डिस्क अस्थिरता मॉडल के साथ असंगत प्रतीत होते हैं।
तीन स्पष्ट रूप से एक बहुत छोटा नमूना आकार है, लेकिन तीन के लिए तीन इंगित करता है कि प्राथमिक संचय शायद दो में अधिक सामान्य है।
“जबकि इस प्रवृत्ति की पुष्टि करने के लिए ऐसे और ग्रहों की आवश्यकता है, हम मानते हैं कि सिद्धांतकारों को अपनी गणनाओं का पुनर्मूल्यांकन करना शुरू कर देना चाहिए।” जाखोजई कहते हैं.
“यह रोमांचक है कि हमारे अवलोकन संबंधी परिणाम ग्रह निर्माण के सिद्धांत में कैसे फ़ीड करते हैं। वे हमारे ज्ञान को बेहतर बनाने में मदद करते हैं कि ये विशाल ग्रह कैसे बढ़ते हैं और हमें बताते हैं कि हमारी समझ में अंतर कहां है।”
में प्रकाशित शोध खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी.
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