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Tuesday, April 20, 2021

हबल पिंस ने डाउन-एक्सोप्लेनेट को दूर-दराज की कक्षा के साथ – एस्ट्रोविओलॉजी पत्रिका

333 प्रकाश वर्ष दूर एक दोहरे तारे के आस-पास की कक्षा में एक ग्रह घर के बहुत करीब एक रहस्य का सुराग दे सकता है: हमारे सौर मंडल में एक कल्पित, दूर का शरीर जिसे “प्लैनेट नाइन” कहा जाता है।

हबल स्पेस टेलीस्कोप की छवि 11-बृहस्पति-मास एक्सोप्लेनेट एचडी 106906 बी की एक संभावित कक्षा (धराशायी दीर्घवृत्त) को दिखाती है। यह दूरस्थ दुनिया अपने मेजबान सितारों से व्यापक रूप से अलग है, जिसकी शानदार रोशनी को नकाबपोश किया जाता है ताकि ग्रह को देखा जा सके। यह ग्रह अपने सिस्टम की परिस्थितिजन्य मलबे की डिस्क के बाहर रहता है, जो कि नेपच्यून से परे छोटे, बर्फीले पिंडों के हमारे अपने कूपर बेल्ट के समान है। डिस्क खुद ही असममित और विकृत है, शायद स्वच्छंद ग्रह के गुरुत्वाकर्षण के कारण। छवि में प्रकाश के अन्य बिंदु पृष्ठभूमि सितारे हैं।
श्रेय: NASA, ESA, M. Nguyen (कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले), R. De Rosa (यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला), और P. Kalas (कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले और SETI संस्थान)

यह पहली बार है जब खगोलविद बृहस्पति जैसे बड़े ग्रह की गति को मापने में सक्षम हुए हैं जो अपने मेजबान सितारों और दूर मलबे डिस्क से बहुत दूर की परिक्रमा कर रहा है। यह डिस्क नेपच्यून से परे छोटे, बर्फीले पिंडों के हमारे क्विपर बेल्ट के समान है। हमारे अपने सौर मंडल में, संदिग्ध प्लैनेट नाइन भी इसी तरह की अजीब कक्षा पर कुइपर बेल्ट के बाहर स्थित होगा। हालांकि एक प्लैनेट नाइन की खोज जारी है, यह एक्सोप्लेनेट खोज इस बात का सबूत है कि इस तरह के ऑडबॉल कक्षाएँ संभव हैं।

“यह प्रणाली हमारे सौर मंडल के साथ एक संभावित अनोखी तुलना करती है,” कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के पेपर के प्रमुख लेखक, मीजी गुयेन ने समझाया। “यह बहुत व्यापक रूप से अपने मेजबान सितारों से एक सनकी और अत्यधिक गुमराह कक्षा पर अलग हो गया है, जैसे प्लैनेट नाइन के लिए भविष्यवाणी। यह इस सवाल का जवाब देता है कि ये ग्रह अपने मौजूदा विन्यास में कैसे बने और विकसित हुए। ”

यह गैस विशाल जिस प्रणाली में रहती है वह केवल 15 मिलियन वर्ष पुरानी है। इससे पता चलता है कि हमारे ग्रह नौ – यदि यह मौजूद है – हमारे 4.6 बिलियन वर्ष पुराने सौर मंडल के विकास में बहुत जल्दी बन सकता है।

एक चरम कक्षा

एचडी 106906 बी नामक 11-बृहस्पति-मास एक्सोप्लैनेट को 2013 में चिली के अटाकामा रेगिस्तान में लास कैम्पानास वेधशाला में मैगलन टेलीस्कोप के साथ खोजा गया था। हालांकि, खगोलविदों को ग्रह की कक्षा के बारे में कुछ भी नहीं पता था। इसके लिए केवल हबल स्पेस टेलीस्कोप की आवश्यकता थी: असाधारण सटीकता के साथ 14 साल से अधिक के आवारा गति के बहुत सटीक माप एकत्र करें। टीम ने हबल संग्रह के डेटा का उपयोग किया जो इस गति के लिए सबूत प्रदान करता है।

एक्सोप्लैनेट अपनी मेजबान जोड़ी से उज्ज्वल, युवा सितारों से बहुत दूर रहता है – सूर्य से पृथ्वी की दूरी 730 गुना या लगभग 68 बिलियन मील। इस व्यापक अलगाव ने हबल प्रेक्षणों के इतने कम समय में 15,000 साल लंबी कक्षा को निर्धारित करने के लिए इसे बहुत चुनौतीपूर्ण बना दिया। ग्रह अपनी कक्षा के साथ बहुत धीरे-धीरे रेंग रहा है, जो उसके बहुत दूर के अभिभावक सितारों के कमजोर गुरुत्वाकर्षण को देखते हैं।

हबल टीम यह जानकर आश्चर्यचकित थी कि सुदूर दुनिया में एक चरम कक्षा है जो बहुत ही गुमराह, लम्बी और बाहरी मलबे की डिस्क है जो एक्सोप्लैनेट के जुड़वां मेजबान सितारों के चारों ओर है। मलबे की डिस्क अपने आप में बहुत ही असामान्य दिखने वाली है, शायद इसका कारण ग्रह के गुरुत्वाकर्षण के कारण है।

इस कलाकार के चित्रण में दर्शाया गया HD 106906 b नाम का 11-बृहस्पति-मास एक्सोप्लेनेट, एक दोहरे तारे से 336 प्रकाश वर्ष दूर एक अप्रभावी कक्षा में स्थित है। यह किसी ऐसी चीज का सुराग दे सकता है जो घर के बहुत करीब हो सकती है: हमारे सौर मंडल के एक परिकल्पित दूर के सदस्य जिसे “प्लैनेट नाइन” कहा जाता है। यह पहली बार है जब खगोलविद बृहस्पति जैसे विशाल ग्रह की गति को मापने में सक्षम हुए हैं जो अपने मेजबान सितारों और दृश्य मलबे डिस्क से बहुत दूर की परिक्रमा कर रहा है।
क्रेडिट: नासा, ईएसए, और एम। कोर्नमेसर (ईएसए / हबल)

यह वहां कैसे गया?

तो एक्सोप्लैनेट इतनी दूर और अजीब रूप से झुकी हुई कक्षा में कैसे पहुंचा? प्रचलित सिद्धांत यह है कि यह अपने सितारों के बहुत करीब है, जो पृथ्वी सूर्य से लगभग तीन गुना दूरी पर है। लेकिन सिस्टम की गैस डिस्क के भीतर खींचें ग्रह की कक्षा को क्षय करने के लिए मजबूर करती है, जिससे यह अपने तारकीय जोड़े की ओर अंदर की ओर पलायन करने के लिए मजबूर हो जाती है। चक्करदार जुड़वां सितारों से गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव ने तब इसे एक सनकी कक्षा में मार दिया, जिसने इसे सिस्टम से बाहर निकाल दिया और इंटरस्टेलर स्पेस के शून्य में फेंक दिया। तब सिस्टम के बाहर से गुजरने वाले एक स्टार ने एक्सोप्लैनेट की कक्षा को स्थिर कर दिया और इसे अपने घर प्रणाली को छोड़ने से रोक दिया।

यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के गैया सर्वेक्षण उपग्रह से सटीक दूरी और गति माप का उपयोग करते हुए, उम्मीदवार गुजरने वाले सितारों को 2019 में सैंटियागो, चिली में यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला के टीम सदस्यों रॉबर्ट डी रोजा और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के पॉल कलास द्वारा पहचाना गया था।

एक गन्दी डिस्क

2015 में प्रकाशित एक अध्ययन में, कलास ने एक टीम का नेतृत्व किया, जिसे भगोड़ा ग्रह के व्यवहार के लिए परिस्थितिजन्य साक्ष्य मिले: सिस्टम का मलबा सामग्री के एक “पिज्जा पाई” वितरण के बजाय दृढ़ता से असममित है। डिस्क के एक तरफ को विपरीत पक्ष के सापेक्ष छोटा किया जाता है, और यह तारों के विपरीत दिशा में देखे जाने के बजाय संकीर्ण विमान तक सीमित होने के कारण लंबवत रूप से परेशान होता है।

“विचार यह है कि हर बार ग्रह बाइनरी स्टार के निकटतम दृष्टिकोण के लिए आता है, यह डिस्क में सामग्री को बढ़ाता है,” डी रोजा बताते हैं। “तो हर बार ग्रह के माध्यम से, यह डिस्क को काटता है और इसे एक तरफ धकेलता है। इस प्रणाली को एक समान कक्षा में ग्रह के साथ इस प्रणाली के सिमुलेशन के साथ परीक्षण किया गया है – इससे पहले कि हम जानते थे कि ग्रह की कक्षा क्या थी। “

“यह एक कार दुर्घटना के दृश्य पर पहुंचने जैसा है, और आप जो हुआ उसे फिर से संगठित करने की कोशिश कर रहे हैं,” कलास ने समझाया। “क्या यह ग्रह गुजर रहा है जिसने ग्रह को उलझा दिया, फिर ग्रह ने डिस्क को उलट दिया? क्या यह बीच में द्विआधारी है जो पहले ग्रह को परेशान करता है, और फिर यह डिस्क को गड़बड़ा देता है? या गुजरते सितारों ने एक ही समय में ग्रह और डिस्क दोनों को परेशान किया? यह खगोल विज्ञान जासूसी का काम है, जो कुछ भी हमारे यहाँ हुआ उसके बारे में कुछ प्रशंसनीय कहानियों के साथ आने के लिए आवश्यक सबूत जुटाना। ”

एक ग्रह नौ प्रॉक्सी?

एचडी 106906 बी की विचित्र कक्षा के लिए यह परिदृश्य कुछ मायनों में काल्पनिक ग्रह नाइन के समान है जो हमारे अपने सौर मंडल के बाहरी पहुंच में, अन्य ग्रहों की कक्षा से परे और कुइपर बेल्ट से परे समाप्त हो सकता है। ग्रह नौ आंतरिक सौर मंडल में बन सकता है और बृहस्पति के साथ बातचीत द्वारा बाहर निकाला गया था। हालांकि, बृहस्पति – हमारे सौर मंडल में लौकिक 800-पाउंड गोरिल्ला – प्लूटो से बहुत दूर प्लैनेट नाइन को बह जाएगा। पासिंग स्टार्स ने बृहस्पति और अन्य ग्रहों के आंतरिक सौर मंडल से दूर कक्षा मार्ग को धक्का देकर किक-आउट ग्रह की कक्षा को स्थिर किया हो सकता है।

कलास ने कहा, “ऐसा लगता है जैसे हमारे पास अपने ही ग्रहों की प्रणाली के लिए 4.6 बिलियन साल पीछे जाने के लिए एक टाइम मशीन है। यह देखने के लिए कि क्या हो सकता है जब हमारा युवा सौर मंडल गतिशील रूप से सक्रिय था और सब कुछ चारों ओर जा रहा था और पुनर्व्यवस्थित हो रहा था,” कलास ने कहा।

आज तक, खगोलविदों के पास ग्रह नाइन के लिए परिस्थितिजन्य साक्ष्य हैं। उन्हें नेप्च्यून से परे छोटे खगोलीय पिंडों का एक समूह मिला है जो सौर मंडल के बाकी हिस्सों की तुलना में असामान्य कक्षाओं में चलते हैं। यह विन्यास, कुछ खगोलविदों का कहना है, पता चलता है कि इन वस्तुओं को एक विशाल, अनदेखी ग्रह के गुरुत्वाकर्षण पुल द्वारा एक साथ चरवाहा किया गया था। एक वैकल्पिक सिद्धांत यह है कि एक विशालकाय ग्रह नहीं है, लेकिन इसके बजाय असंतुलन कई, बहुत छोटी वस्तुओं के संयुक्त गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के कारण है। एक अन्य सिद्धांत यह है कि प्लैनेट नाइन बिल्कुल भी मौजूद नहीं है और छोटे निकायों का क्लस्टरिंग केवल एक सांख्यिकीय विसंगति हो सकती है।

वेब टेलिस्कोप के लिए एक लक्ष्य

नासा के आगामी जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करने वाले वैज्ञानिकों ने ग्रह को विस्तार से समझने के लिए एचडी 106906 बी पर डेटा प्राप्त करने की योजना बनाई है। “एक सवाल जो आप पूछ सकते हैं वह यह है: क्या ग्रह का अपना मलबा प्रणाली है? क्या यह हर बार मेजबान सितारों के करीब जाने पर सामग्री पर कब्जा कर लेता है? और आप वेब से थर्मल इंफ्रारेड डेटा के साथ इसे मापने में सक्षम होंगे, ”डी रोजा ने कहा। “इसके अलावा, कक्षा को समझने में मदद करने के संदर्भ में, मुझे लगता है कि वेबब हमारे परिणाम की पुष्टि करने में मदद करने के लिए उपयोगी होगा।”

क्योंकि वेब छोटे, शनि-जन ग्रहों के प्रति संवेदनशील है, इसलिए यह अन्य एक्सोप्लैनेट्स का पता लगाने में सक्षम हो सकता है जिन्हें इस और अन्य आंतरिक ग्रह प्रणालियों से बाहर निकाल दिया गया है। “वेब के साथ, हम उन ग्रहों की तलाश करना शुरू कर सकते हैं जो थोड़े पुराने और थोड़े पुराने हैं,” गुयेन ने समझाया। वेब की अद्वितीय संवेदनशीलता और इमेजिंग क्षमता इन अपरंपरागत ग्रहों और प्रणालियों का पता लगाने और उनका अध्ययन करने की नई संभावनाओं को खोलेगी।

गुट जाँच – परिणाम 10 दिसंबर, 2020 के संस्करण में दिखाई देते हैं खगोलीय जर्नल

हबल स्पेस टेलीस्कोप नासा और ईएसए (यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी) के बीच अंतर्राष्ट्रीय सहयोग की एक परियोजना है। मैरीलैंड के ग्रीनबेल्ट में नासा का गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर दूरबीन का प्रबंधन करता है। मैरीलैंड के बाल्टीमोर में स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट (STScI) हबल साइंस ऑपरेशन करता है। STScI को वाशिंगटन, DC में यूनिवर्सिटी ऑफ एसोसिएशन फॉर रिसर्च इन एस्ट्रोनॉमी द्वारा NASA के लिए संचालित किया जाता है

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