ग्रहों की विशेषताओं के बारे में उपलब्ध आंकड़ों के आधार पर TRAPPIST-1 दुनिया की एक कलाकार की अवधारणा।
(छवि: © नासा / जेपीएल-कैलटेक)
सात-ग्रह TRAPPIST-1 प्रणाली में दुनिया का सबसे बड़ा एक ऐसा वातावरण समेटे हुए है जो समय के साथ विकसित हुआ है, बल्कि इसके साथ जो बना है।
नासा के हबल स्पेस टेलीस्कोप के साथ किए गए अवलोकन से पता चलता है कि ग्रह का वायुमंडल अपने नवजात वातावरण से अलग है, जिसका अर्थ है कि यह सिस्टम में दूसरों की तरह एक चट्टानी दुनिया है।
मैरीलैंड के बाल्टीमोर में स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट के एक शोधकर्ता, हन्ना वेकफोर्ड ने कहा, "यह वातावरण वह नहीं है, जिसके साथ यह पैदा हुआ था।" एक नटलीय वातावरण हाइड्रोजन से समृद्ध होगा, जिसे शोधकर्ताओं ने नहीं देखा है। इसके बजाय, "यह विभिन्न प्रक्रियाओं द्वारा बदल दिया गया है," वेकफोर्ड ने कहा। वायुमंडलीय और भूवैज्ञानिक गतिविधि परिवर्तनों में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है। [एक्सोप्लैनेट टूर: TRAPPIST-1 के 7 पृथ्वी-आकार के ग्रहों से मिलें]
वेकफोर्ड और उनके सहयोगियों ने स्टार से छठे ग्रह TRAPPIST-1 जी का अध्ययन करने के लिए हबल का उपयोग किया। वे पहले पहले पांच ग्रहों के वायुमंडल की जांच कर चुके थे, जो च के माध्यम से ख द्वारा पहचाने गए थे, और उन्होंने पाया कि सभी पांच ग्रहों में बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन वायुमंडल की कमी है जो गैस दिग्गजों को इंगित करते हैं, जिससे उन्हें चट्टानी होने की अधिक संभावना है। उनका पिछला अध्ययन यह निर्धारित करने के लिए पर्याप्त सटीक नहीं था कि क्या TRAPPIST-1 g ने अपने मूल वातावरण को चलाया या नहीं।
वेकफोर्ड ने कहा, "जी अंतिम प्रश्न चिह्न था।" "अपने भाइयों और बहनों की तरह, इसमें अपना मूल वातावरण नहीं है। यह एक विकसित वातावरण है।"
उन्होंने जनवरी में सिएटल में अमेरिकन एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी की शीतकालीन बैठक में परिणाम प्रस्तुत किया।
"नमक और मिर्च"
2016 में, चिली के ट्रांसमिटिंग ग्रहों और प्लैनेटिमल्स स्मॉल टेलीस्कोप (TRAPPIST) के खगोलविदों ने मंद ग्रह TRAPPIST-1 के आसपास तीन ग्रहों की अपनी खोज की घोषणा की। एक वर्ष के भीतर चार और दुनिया की खोज की गई, जिससे कुल सात हो गए। सभी ग्रह अपने तारे के रहने योग्य क्षेत्र के भीतर स्थित हैं, वह क्षेत्र जहाँ तरल पानी किसी ग्रह की सतह पर बने रहने में सक्षम होना चाहिए। पृथ्वी से केवल 40 प्रकाश-वर्ष, TRAPPIST-1 में सबसे अधिक ग्रह हैं जो एक एकल तारे के रहने योग्य क्षेत्र के भीतर स्थित हैं।
TRAPPIST-1 जी दुनिया का सबसे बड़ा है, इसका अनुमान पृथ्वी के द्रव्यमान का लगभग 1.1 गुना है।
यदि ग्रह गैस दिग्गज हैं, तो वे अपने मूल, हाइड्रोजन युक्त वातावरण को बनाए रखेंगे। इसके विपरीत, चट्टानी दुनिया में अपने वातावरण को बदलने की शक्ति है। कार्बन का संचलन वातावरण विकसित करने में आपकी महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है। सतह के नीचे पिघला हुआ मैग्मा जाल कार्बन पिघलाता है। जैसे ही मैग्मा सतह की ओर बढ़ता है, घटा हुआ दबाव कार्बन को गैस के रूप में बाहर निकलने की अनुमति देता है। पृथ्वी पर, फंसे हुए कार्बोनेट को कार्बन डाइऑक्साइड, एक ग्रीनहाउस गैस के रूप में छोड़ा जाता है जो हमारे ग्रह को सूरज से गर्मी को फंसाकर गर्म होने की अनुमति देता है। पिछले शोध से पता चलता है कि मंगल और चंद्रमा जैसी दुनिया कार्बन-समृद्ध सामग्री, साथ ही अन्य तत्वों को भी फँसा सकती है, और उन्हें गैसीय रूप में वायुमंडल में छोड़ सकती है।
लाल बौनों के रूप में भी जाना जाता है, M dwarfs जैसे TRAPPIST-1 आकाशगंगा में सितारों की उच्चतम आबादी बनाते हैं। कुछ अध्ययन बताते हैं कि हर चार में से तीन सितारे एम बौना हो सकते हैं। लंबे समय तक रहने वाले तारे सूर्य जैसे सितारों की तुलना में ठंडे और मंद होते हैं, लेकिन वे शक्तिशाली रूप से सक्रिय होते हैं, जो शक्तिशाली ग्रहों और शक्तिशाली विस्फोटों द्वारा विकिरण में अपने ग्रहों को डुबोते हैं। [स्टार टाइप्स के अलावा कैसे बताएं (इन्फोग्राफिक)]
उनके ठंडे तापमान भी जीवन की तलाश में समस्या पैदा कर सकते हैं। कम द्रव्यमान वाला एम ड्वार्फ अपने वायुमंडल में बादलों और यहां तक कि जल वाष्प को सबसे बड़े ग्रहों की तरह घमंड कर सकता है। ये अणु दुनिया के वायुमंडल का अध्ययन करने की कोशिश कर रहे खगोलविदों के लिए गलत संकेत पैदा कर सकते हैं।
जैसा कि एक ग्रह अपने तारे और पृथ्वी के बीच से गुजरता है, खगोलविद ग्रह के वातावरण के कुछ रहस्यों को अनलॉक करने के लिए अपने आसमान के माध्यम से प्रकाश स्ट्रीमिंग का अध्ययन कर सकते हैं। क्योंकि वे पानी के अणुओं को ले जाते हैं, एम बौने इस प्रक्रिया को अधिक चुनौतीपूर्ण बना सकते हैं; यह निर्धारित करना कठिन हो सकता है कि ग्रह या तारे से पानी की मौजूदगी के संकेत संकेत दे रहे हैं।
वेकफोर्ड ने कहा, "क्योंकि स्टार में ये विशेषताएं हैं, इसका मतलब है कि आप जो माप कर रहे हैं, आप 100 प्रतिशत निश्चित नहीं कर सकते कि यह वह सितारा नहीं है जिसे आप माप रहे हैं।" "आपको इन ग्रहों पर मौजूदगी और सितारे के प्रभाव का पता लगाने में सक्षम होना चाहिए।"
मेस के माध्यम से छाँटने में मदद करने के लिए, वेकफोर्ड और उनके सहयोगियों ने तारकीय संदूषण को हटाने के लिए एक विधि विकसित की। सबसे पहले, उन्होंने TRAPPIST-1 का गहन अध्ययन किया, जिसमें यह जांच की गई कि विभिन्न स्थानों में तारे का तापमान कैसे बदला।
वेकफोर्ड ने कहा, "स्टार खुद तीन अलग-अलग प्रकार के तापमानों का मिश्रण है।" सामान्य तौर पर, तारा अपेक्षाकृत ठंडा होता है, जिसमें से एक तिहाई को 2,726 डिग्री सेल्सियस (4,940 डिग्री फ़ारेनहाइट) के थोड़े गर्म स्थानों में कवर किया जाता है। 3 प्रतिशत से कम तारा 5,526 C (9,980 F) के तापमान पर बेहद गर्म स्थानों से ढंका है।
ऐसा इसलिए है क्योंकि TRAPPIST-1 स्टार स्पॉट द्वारा कवर किया गया है जो वेकफोर्ड ने कहा था कि हमारे सूरज पर पाए जाने वाले की तुलना में छोटे और धुंधले हैं।
वेकफ़ोर्ड ने कहा, "[धब्बों] का वितरण नमक और काली मिर्च की तरह है - यह सिर्फ जगह पर और समान रूप से वितरित किया जाता है।"
अपने सिस्टम में एक व्यक्तिगत ग्रह के रूप में तारे का अध्ययन करके इसके और पृथ्वी के बीच से गुजरने के बाद, खगोलविद यह जांचने में सक्षम थे कि तारे का तापमान कैसे बदला।
वेकफोर्ड ने कहा, "हम वास्तव में तारे के तापमान गुणों की जांच के रूप में ग्रह का उपयोग कर सकते हैं।"
हाथ में उस जानकारी के साथ, खगोलविदों ने तब ग्रह के वातावरण की स्वयं जांच की, भरोसा किया कि वे स्टार से आने वाले आणविक संकेतों का हिसाब कर सकते हैं। वे जी के चारों ओर बड़े, झोंकेदार हाइड्रोजन वातावरण को नियंत्रित करने में सक्षम थे जिन्होंने सुझाव दिया था कि यह एक चट्टानी दुनिया के बजाय एक गैस विशालकाय था जिसकी वायु को भूवैज्ञानिक और वायुमंडलीय प्रक्रियाओं द्वारा बदल दिया गया था।
"वास्तव में इस ग्रह की वास्तविक स्थलीय प्रकृति की ओर जाता है," वेकफोर्ड ने कहा।
टीम ने अपने माप का उपयोग पृथ्वी के त्रिज्या के 1.124 गुना पर ग्रह की त्रिज्या की गणना करने के लिए किया, जिससे यह ग्रह के ठीक नीचे घनत्व देता है। यह TRAPPIST-1 g को मजबूती से फिट करता है: यह एक चट्टानी दुनिया है।
रास्ते से छह ग्रहों के साथ, खगोलविदों ने सातवीं और अंतिम वस्तु, TRAPPIST-1 h पर अपना ध्यान केंद्रित करने की उम्मीद की। उन्होंने 2019 की गर्मियों के दौरान ग्रह का अध्ययन करने की योजना बनाई है।
वेकफोर्ड ने कहा, "इस पद्धति को फिर से लागू करना वास्तव में रोमांचक है, न केवल यह देखने के लिए कि ग्रह का क्या बनाया गया है, बल्कि यह देखने के लिए कि इस ग्रह के परिवर्तन और प्रभाव कैसे हैं।"
इसके अलावा, वे TRAPPIST-1 से जल-वाष्प संदूषण को अलग करने के लिए विकसित की गई प्रक्रिया को अन्य M बौनों की टिप्पणियों पर भी लागू किया जा सकता है।
यह शोध 2018 के अंत में एस्ट्रोनॉमिकल जर्नल में प्रकाशित हुआ था।
