हाल के वर्षों में एक्स्ट्रासोलर ग्रहों के अध्ययन में वास्तव में विस्फोट हुआ है। वर्तमान में, खगोलविदों को हमारे सौर मंडल से परे 4,104 ग्रहों के अस्तित्व की पुष्टि करने में सक्षम किया गया है, एक और 4900 की पुष्टि की प्रतीक्षा कर रहा है। इन कई ग्रहों के अध्ययन से हमारे ब्रह्मांड में संभावित ग्रहों की सीमा के बारे में बातें सामने आई हैं और हमें सिखाया है कि ऐसे कई हैं जिनके लिए हमारे सौर मंडल में कोई एनालॉग नहीं हैं।
उदाहरण के लिए, द्वारा प्राप्त नए डेटा के लिए धन्यवाद हबल अंतरिक्ष सूक्ष्मदर्शी, खगोलविदों ने एक्सोप्लैनेट के एक नए वर्ग के बारे में अधिक सीखा है जिसे "सुपर-पफ" ग्रहों के रूप में जाना जाता है। इस वर्ग के ग्रह मूल रूप से युवा गैस दिग्गज हैं जो कि बृहस्पति के आकार में तुलनीय हैं लेकिन उनमें द्रव्यमान हैं जो पृथ्वी की तुलना में कुछ ही अधिक हैं। इससे उनके वायुमंडल में कपास कैंडी का घनत्व होता है, इसलिए यह आनंदमय उपनाम है!
इस ग्रह के एकमात्र ज्ञात उदाहरण केप्लर 51 प्रणाली में रहते हैं, एक युवा सूर्य जैसा तारा सिग्नस तारामंडल में लगभग 2,615 प्रकाश वर्ष दूर स्थित है। इस प्रणाली के भीतर, तीन एक्सोप्लेनेट्स की पुष्टि की गई है (केप्लर -51 बी, सी, और डी) जिन्हें पहले पता चला था केप्लर स्पेस टेलीस्कोप 2012 में। हालांकि, यह 2014 तक नहीं था कि इन ग्रहों की घनत्व की पुष्टि की गई थी, और यह काफी आश्चर्य के रूप में आया था।
जबकि इन गैस दिग्गजों में वायुमंडल होते हैं जो हाइड्रोजन और हीलियम से बने होते हैं और बृहस्पति के समान आकार के होते हैं, वे द्रव्यमान के मामले में सौ गुना हल्का भी होते हैं। उनके वायुमंडल कैसे और क्यों गुब्बारा करेंगे जिस तरह से वे एक रहस्य बने हुए हैं, लेकिन तथ्य यह है कि उनके वायुमंडल की प्रकृति सुपर-पफ ग्रहों को वायुमंडलीय विश्लेषण के लिए एक प्रमुख उम्मीदवार बनाती है।
यही ठीक है कि कोलोराडो विश्वविद्यालय, बोल्डर के सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स एंड स्पेस एस्ट्रोनॉमी (CASA) से जेसिका लिब्बी-रॉबर्ट्स के नेतृत्व में खगोलविदों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने क्या करने की कोशिश की। से डेटा का उपयोग करना हबल, लिब्बी-रॉबर्ट्स और उनकी टीम ने केपलर -51 बी के वायुमंडल से प्राप्त स्पेक्ट्रा का विश्लेषण किया और यह देखने के लिए कि क्या घटक (पानी सहित) थे।
जैसे ही ये ग्रह अपने तारे के सामने से गुजरे, उनके वायुमंडल द्वारा अवशोषित प्रकाश को अवरक्त तरंगदैर्ध्य में जांचा गया। टीम के आश्चर्य के लिए, उन्होंने पाया कि दोनों ग्रहों के स्पेक्ट्रा में कोई गप्पी रासायनिक हस्ताक्षर नहीं थे। यह उन्होंने अपने वायुमंडल में नमक क्रिस्टल या फोटोकैमिकल के बादलों की उपस्थिति के लिए जिम्मेदार ठहराया।
इस प्रकार, टीम ने कंप्यूटर सिमुलेशन और अन्य उपकरणों पर भरोसा करने के लिए कहा कि केप्लर -51 ग्रह ज्यादातर द्रव्यमान से हाइड्रोजन और हीलियम हैं, जो मीथेन से बने एक मोटी धुंध द्वारा कवर किया गया है। यह टाइटन के वातावरण (शनि के सबसे बड़े चंद्रमा) पर जाने के समान है, जहां मुख्यतः नाइट्रोजन-वायुमंडल में मीथेन गैस के बादल होते हैं जो सतह को अस्पष्ट करते हैं।
"यह पूरी तरह से अप्रत्याशित था," लिब्बी-रॉबर्ट्स ने कहा। “हमने बड़े जल अवशोषण सुविधाओं का अवलोकन करने की योजना बनाई थी, लेकिन वे वहां नहीं थे। हमें बाहर कर दिया गया था! ” हालांकि, इन बादलों ने टीम को मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान की कि कैसे केप्लर -51 बी और डी की तुलना खगोलविदों द्वारा देखे गए अन्य कम-द्रव्यमान वाले गैस-समृद्ध एक्सोप्लैनेट्स से की जाती है। जैसा कि लिब्बी-रॉबर्ट्स ने सीयू बोल्डर प्रेस बयान में बताया:
“हम जानते थे कि वे कम घनत्व वाले थे। लेकिन जब आप सूती कैंडी की एक बृहस्पति के आकार की गेंद की तस्वीर खींचते हैं - तो यह वास्तव में कम घनत्व है ... यह निश्चित रूप से हमें यहाँ आने के लिए आने से रोकती है। हमें पानी मिलने की उम्मीद थी, लेकिन हम किसी भी अणु के हस्ताक्षर का निरीक्षण नहीं कर सकते थे। ”
टीम अपने समय प्रभाव को मापकर इन ग्रहों के आकार और द्रव्यमान को बेहतर बनाने में सक्षम थी। सभी प्रणालियों में, ग्रह के परिक्रमण काल में उनके गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के कारण थोड़े बदलाव होते हैं, जिसका उपयोग किसी ग्रह के द्रव्यमान को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। टीम के परिणाम केपलर -51 बी के लिए पिछले अनुमानों से सहमत थे जबकि केपलर -51 डी के लिए अनुमानों से संकेत मिलता था कि यह पहले की तुलना में थोड़ा कम बड़े पैमाने पर (उर्फ पफियर) है।
टीम ने दो सुपर-पफ्स के स्पेक्ट्रा की तुलना अन्य ग्रहों से भी की और ऐसे परिणाम प्राप्त किए जिन्होंने संकेत दिया कि बादल / धुंध का गठन ग्रह के तापमान से जुड़ा हुआ है। यह परिकल्पना का समर्थन करता है कि कूलर एक ग्रह है, यह जो बादल होगा, वह कुछ है जो खगोलविदों ने हालिया एक्सोप्लैनेट खोजों के लिए धन्यवाद के लिए विचार किया है।
अंतिम, लेकिन कम से कम, टीम ने देखा कि केपलर -51 बी और डी दोनों तेजी से गैस खो रहे हैं। वास्तव में, टीम का अनुमान है कि पूर्व ग्रह (जो अपने मूल तारे के सबसे करीब है) हर सेकंड अंतरिक्ष में दसियों अरबों टन पदार्थ डंप कर रहा है। यदि यह प्रवृत्ति जारी रहती है, तो ग्रह अगले कुछ अरब वर्षों में काफी कम हो जाएंगे और मिनी-नेपच्यून बन सकते हैं।
इस संबंध में, यह सुझाव देगा कि एक्सोप्लैनेट सब के बाद इतने असामान्य नहीं हैं, जिससे मिनी-नेप्च्यून्स बहुत सामान्य प्रतीत होते हैं। यह यह भी बताता है कि सुपर-पफ ग्रहों की कम घनत्व प्रणाली की उम्र के लिए जिम्मेदार हैं। जबकि सौर मंडल लगभग 4.6 बिलियन वर्ष पुराना है, केप्लर -51 लगभग 500 मिलियन वर्षों से है।
टीम द्वारा उपयोग किए जाने वाले ग्रहों के मॉडल से पता चलता है कि केपलर -51s फ्रॉस्ट लाइन से परे बनने वाले ग्रहों की संभावना - वह सीमा जिसके आगे अस्थिर तत्व जम जाएंगे - और फिर अंदर की ओर पलायन कर जाएंगे। विषम ग्रहों के बजाय, फिर, केपलर -51 बी और डी ऐसे पहले उदाहरण हो सकते हैं, जो खगोलविदों ने हमारे ब्रह्मांड में सबसे सामान्य प्रकार के ग्रहों में से एक के विकास के शुरुआती चरण में देखे हैं।
जैसा कि Zach Berta-Thompson (एक सहायक एपीएस प्रोफेसर और नए शोध के सह-लेखक) ने समझाया, यह केपलर -51 को प्रारंभिक ग्रह विकास के सिद्धांतों का परीक्षण करने के लिए एक "अद्वितीय प्रयोगशाला" बनाता है:
"यह सामान्य रूप से एक्सोप्लैनेट के बारे में बहुत अच्छा है का एक चरम उदाहरण है। वे हमें उन दुनिया का अध्ययन करने का अवसर देते हैं जो हमारे मुकाबले बहुत अलग हैं, लेकिन वे ग्रहों को हमारे सौर मंडल में एक बड़े संदर्भ में रखते हैं। ”
भविष्य में, जैसे अगली पीढ़ी के उपकरणों की तैनाती जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) खगोलविदों को केपलर -51 ग्रहों और अन्य सुपर-पफ के वातावरण की जांच करने में मदद करेगा। इन्फ्रारेड तरंगदैर्घ्य वाले JWST की संवेदनशीलता के लिए धन्यवाद, हम अभी तक उनके घने बादलों को देख सकते हैं और निर्धारित कर सकते हैं कि ये "कपास-कैंडी" ग्रह वास्तव में किससे बने हैं।
आदरणीय की टोपी में यह एक और पंख भी है हबल, जो अब लगभग तीस वर्षों से (1990 के मई से) निरंतर संचालन में है और ब्रह्मांडीय रहस्यों पर प्रकाश डालना जारी रखता है! यह केवल फिटिंग है कि यह अभी भी बना रहा है कि बहुत जल्द ही अनुवर्ती जांच का विषय होगा जेम्स वेब, इसके आध्यात्मिक उत्तराधिकारी।
वह अध्ययन जो टीम के शोध का विवरण देता है हाल ही में ऑनलाइन दिखाई दिया और इसमें दिखाई देगा द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल.
