ग्रहों के रूप का एक नया सिद्धांत एक युवा तारे के चारों ओर घूमने वाली गैस में हिंसक अशांति के बीच स्थिरता का संकेत पाता है। ये संरक्षित क्षेत्र वे हैं जहाँ ग्रह नष्ट होने के बिना बनना शुरू हो सकते हैं। सिद्धांत इकारस पत्रिका के फरवरी अंक में प्रकाशित किया जाएगा।
“यह ग्रह शुरू करने का एक और तरीका है। यह ग्रह निर्माण के दो मुख्य सिद्धांतों से शादी करता है, ”रिचर्ड डूरिसन ने कहा कि इंडियाना विश्वविद्यालय ब्लूमिंगटन में खगोल विज्ञान के प्रोफेसर और उस विभाग के अध्यक्ष हैं। ग्रह निर्माण के मॉडल के लिए कंप्यूटर के उपयोग में एक अग्रणी है Durisen।
कंप्यूटर सिमुलेशन पर चलने वाले उनके सिमुलेशन को देखते हुए, इंटरस्टेलर स्पेस में एक सुविधाजनक बिंदु से नीचे देखने और वास्तव में होने वाली प्रक्रिया को देखने की कल्पना करना आसान है।
एक केंद्रीय तारे के चारों ओर गैस की एक हरी डिस्क घूमती है। आखिरकार, डिस्क के भीतर पीले रंग के सर्पिल हथियार दिखाई देने लगते हैं, यह दर्शाता है कि उन क्षेत्रों में जहां गैस घनी होती जा रही है। तब लाल रंग की कुछ बूँदें दिखाई देती हैं, पहली बार में संकेत मिलता है लेकिन फिर धीरे-धीरे अधिक स्थिर होता है। ये लाल क्षेत्र और भी सघन हैं, जहाँ गैस का द्रव्यमान जमा हो रहा है जो बाद में ग्रह बन सकता है।
अशांत गैसों और घूमता डिस्क हाइड्रोडायनामिक्स और कंप्यूटर ग्राफिक्स का उपयोग करके गणितीय निर्माण हैं। कंप्यूटर मॉनीटर वैज्ञानिकों की गणना के परिणामों को रंगीन एनिमेशन के रूप में प्रदर्शित करता है।
"ये गैस और धूल के डिस्क हैं जो खगोलविदों ने सबसे अधिक युवा सितारों के आसपास देखे हैं, जिनसे ग्रह बनते हैं," डूरिसन ने समझाया। "वे एक विशाल भँवर की तरह हैं जो कक्षा में तारे के चारों ओर घूमता है। ऐसी डिस्क से हमारा अपना सौर मंडल बनता है। "
वैज्ञानिकों को अब अन्य सितारों के आसपास 130 से अधिक ग्रहों का पता है, और उनमें से लगभग सभी बृहस्पति के रूप में बड़े पैमाने पर हैं। उन्होंने कहा, "गैस के विशाल ग्रह 10 साल पहले भी अनुमान से अधिक सामान्य थे।" "इन ग्रहों को बनाने में प्रकृति बहुत अच्छी है।"
ग्रहों को कैसे बनाया जाता है, यह समझने की कुंजी एक घटना है, जिसे गुरुत्वीय अस्थिरता कहा जाता है, डुरिसन के अनुसार। वैज्ञानिकों ने लंबे समय से सोचा है कि अगर तारों के चारों ओर गैस डिस्क काफी बड़े पैमाने पर और ठंडे पर्याप्त हैं, तो ये अस्थिरताएं होती हैं, जिससे डिस्क के गुरुत्वाकर्षण को गैस के दबाव की अनुमति मिलती है और डिस्क के कुछ हिस्सों को एक साथ खींच कर घने झुरमुट बन जाते हैं, जो ग्रह बन सकते हैं।
हालांकि, एक गुरुत्वाकर्षण अस्थिर डिस्क एक हिंसक वातावरण है। अन्य डिस्क सामग्री और अन्य क्लैंप के साथ बातचीत एक संभावित ग्रह को केंद्रीय स्टार में फेंक सकती है या इसे पूरी तरह से अलग कर सकती है। यदि ग्रहों को एक अस्थिर डिस्क में बनाना है, तो उन्हें अधिक संरक्षित वातावरण की आवश्यकता होती है, और डूरिसन को लगता है कि उन्हें एक मिल गया है।
जैसा कि उनके सिमुलेशन चलते हैं, एक अस्थिर क्षेत्र के किनारे पर डिस्क में गैस के छल्ले बनते हैं और अधिक घने होते हैं। यदि एक अंगूठी में जमा होने वाले ठोस कण जल्दी से अंगूठी के मध्य में चले जाते हैं, तो एक ग्रह का कोर बहुत तेजी से बन सकता है।
समय कारक महत्वपूर्ण है। एक बड़ी चुनौती है कि डुरिसन और अन्य सिद्धांतकारों का सामना खगोलविदों द्वारा हाल ही में की गई खोज है कि बृहस्पति जैसे विशाल गैस ग्रह खगोलीय मानकों द्वारा काफी जल्दी बनते हैं। उन्हें करना होगा - अन्यथा उन्हें जिस गैस की जरूरत होगी वह चली जाएगी।
"खगोलविदों अब पता है कि युवा सितारों के आसपास गैस के बड़े पैमाने पर डिस्क कुछ मिलियन वर्षों की अवधि में चले जाते हैं," ड्यूरेन ने कहा। "ताकि गैस से समृद्ध ग्रह बनाने का मौका मिले।" बृहस्पति और शनि और जो ग्रह अन्य तारों के आसपास सामान्य हैं, वे सभी गैस दिग्गज हैं, और उन ग्रहों को इस कुछ मिलियन-वर्ष की खिड़की के दौरान बनाया जाना है, जब अभी भी चारों ओर पर्याप्त मात्रा में गैस डिस्क मौजूद है। ”
यह गति के लिए ग्रहों के गठन के लिए इत्मीनान से दृष्टिकोण के साथ किसी भी सिद्धांत के लिए समस्याओं का कारण बनता है, जैसे कि कोर अभिवृद्धि सिद्धांत जो हाल ही तक मानक मॉडल था।
"मुख्य अभिवृद्धि सिद्धांत में, गैस विशाल ग्रहों के निर्माण की प्रक्रिया एक तरह से शुरू होती है, जिस तरह से पृथ्वी जैसे ग्रह जमा होते हैं," डूरिसन ने समझाया। “ठोस वस्तुएं एक दूसरे से टकराती हैं और एक साथ चिपकती हैं और आकार में बढ़ती हैं। यदि कोई ठोस वस्तु पृथ्वी के द्रव्यमान का लगभग 10 गुना हो और चारों ओर गैस हो, तो यह गुरुत्वाकर्षण द्वारा बहुत अधिक गैस को हथियाने के लिए पर्याप्त रूप से विशाल हो जाता है। एक बार ऐसा होने के बाद, आपको गैस विशाल ग्रह का तेजी से विकास होता है। ”
परेशानी यह है कि इस तरह से एक ठोस कोर बनाने में लंबा समय लगता है - लगभग 10 मिलियन से 100 मिलियन वर्ष तक। सिद्धांत बृहस्पति और शनि के लिए काम कर सकता है, लेकिन अन्य सितारों के आसपास दर्जनों ग्रहों के लिए नहीं। इनमें से कई अन्य ग्रहों का द्रव्यमान बृहस्पति के द्रव्यमान से कई गुना अधिक है, और कोर उच्चारण द्वारा इस तरह के विशाल ग्रहों को बनाना बहुत कठिन है।
यह सिद्धांत कि गैस द्वारा विशालकाय ग्रह बनाये जा सकते हैं, गुरुत्वीय अस्थिरता पहले 50 साल से अधिक पहले प्रस्तावित की गई थी। कोर अभिवृद्धि सिद्धांत के साथ समस्याओं के कारण इसे हाल ही में पुनर्जीवित किया गया है। यह विचार कि गैस का विशाल द्रव्यमान घनीभूत वस्तु बनाने के लिए अचानक गुरुत्वाकर्षण से टकराता है, शायद सिर्फ कुछ कक्षाओं में, उपलब्ध समय सीमा को निश्चित रूप से फिट करता है, लेकिन इसकी अपनी कुछ समस्याएं हैं।
गुरुत्वाकर्षण अस्थिरता सिद्धांत के अनुसार, सर्पिल हथियार एक गैस डिस्क में बनते हैं और फिर अलग-अलग कक्षाओं में बिखर जाते हैं। ये थक्के तब तक जीवित रहते हैं और बड़े होते हैं जब तक कि ग्रह उनके चारों ओर नहीं बन जाते। डुरिसन इन क्लंप्स को अपने सिमुलेशन में देखते हैं - लेकिन वे लंबे समय तक नहीं रहते हैं।
उन्होंने कहा, "क्लंप इधर-उधर उड़ते और कतरते हैं और फिर से बनते हैं और बार-बार नष्ट होते हैं।" “यदि गुरुत्वाकर्षण अस्थिरताएं काफी मजबूत हैं, तो एक सर्पिल बांह टूट जाएगा। सवाल यह है कि उनके साथ क्या होता है? ”
पेपर के सह-लेखक IU डॉक्टरेट छात्र काई कै और ड्यूरेसेन के पूर्व छात्रों में से दो हैं: एनी सी। मेजिया, वाशिंगटन विश्वविद्यालय के खगोल विज्ञान विभाग में पोस्टडॉक्टरल फेलो; और मेगन के। पिकेट, भौतिकी और खगोल विज्ञान के एसोसिएट प्रोफेसर, पर्ड्यू विश्वविद्यालय कैलुमेट।
मूल स्रोत: इंडियाना विश्वविद्यालय समाचार रिलीज़
