प्रोटोप्लानेट के एक समूह का आवक प्रवासन, जहाँ वे श्वेत वृत्त का प्रतिनिधित्व करते हैं। छवि क्रेडिट: QMUL विस्तार करने के लिए क्लिक करें
खगोलविदों को लगता है कि उन्हें ग्रहों के निर्माण के कई पहलुओं पर एक हैंडल मिल गया है। उनके मॉडल के तहत, इन विशाल ग्रहों के कोर को केवल 100,000 वर्षों में उनके मूल तारे द्वारा अंदर की ओर खींचा जाना चाहिए - एक स्थिर कक्षा में बनने के लिए लगभग पर्याप्त समय नहीं। यह हो सकता है कि ग्रहों की पहली पीढ़ी नष्ट होने से पहले कभी भी "क्लंप" चरण से बाहर न निकले। यह केवल बाद की पीढ़ियों है जो वास्तव में ग्रह बनने के लिए लंबे समय तक जीवित रहते हैं।
दो ब्रिटिश खगोलविदों, पॉल क्रेसवेल और रिचर्ड नेल्सन ग्रह प्रणाली के गठन के चुनौतीपूर्ण अध्ययन के ढांचे में नए संख्यात्मक सिमुलेशन पेश करते हैं। वे पाते हैं कि, ग्रहों के गठन के शुरुआती चरणों में, विशाल प्रोटोप्लेनेट्स केंद्रीय तारे में लॉकस्टेप में अंदर की ओर पलायन करते हैं। उनके परिणाम जल्द ही खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी में प्रकाशित किए जाएंगे।
एस्ट्रोनॉमी और एस्ट्रोफिजिक्स में प्रकाशित होने वाले एक लेख में, दो ब्रिटिश खगोलविदों ने ग्रह प्रणालियों के गठन के नए संख्यात्मक सिमुलेशन पेश किए। वे पाते हैं कि, ग्रहों के गठन के शुरुआती चरणों में, विशाल प्रोटोप्लेनेट्स केंद्रीय तारे में लॉकस्टेप में अंदर की ओर पलायन करते हैं।
ग्रहों की प्रणाली कैसे बनती है, इसकी वर्तमान तस्वीर इस प्रकार है: i) धूल के कण 1 किमी तक व्यास के ग्रहसमूह बनाते हैं; ii) ग्रैनीसिमल्स की भगोड़ा वृद्धि ~ 100 के गठन की ओर ले जाती है? 1000 किमी आकार के ग्रहों के भ्रूण; iii) ये भ्रूण एक "ओलिगार्सिक" तरीके से बढ़ते हैं, जहां कुछ बड़े शरीर गठन की प्रक्रिया पर हावी होते हैं, और आसपास के और बहुत छोटे ग्रहों को इकट्ठा करते हैं। ये "ऑलिगार्च" 3 खगोलीय इकाइयों (एयू) से परे विशाल ग्रह क्षेत्र में केंद्रीय स्थलीय और दस स्थलीय द्रव्यमान के ग्रहों कोर के पास स्थलीय ग्रह बनाते हैं।
हालांकि, ये सिद्धांत संतोषजनक तरीके से गैस विशाल ग्रहों के गठन का वर्णन करने में विफल हैं। गैसीय प्रोटोप्लानेटरी डिस्क और बड़े ग्रह कोर के बीच गुरुत्वाकर्षण बातचीत उन्हें लगभग 100,000 वर्षों में तेजी से आवक में ले जाने का कारण बनती है जिसे हम डिस्क में ग्रह के "प्रवास" कहते हैं। विशाल प्रोटोप्लानेट के इस तेजी से आवक प्रवास की भविष्यवाणी एक बड़ी समस्या है, क्योंकि यह टाइमसेल गैस बनाने के लिए आवश्यक समय की तुलना में बहुत कम है, जो कि विशालकाय ग्रह पर जमा होने के लिए आवश्यक है। सिद्धांतों का अनुमान है कि ग्रहों के बनने से पहले विशालकाय प्रोटोप्लैनेट केंद्रीय तारे में विलीन हो जाएगा। इससे यह समझना बहुत मुश्किल हो जाता है कि वे बिल्कुल कैसे बन सकते हैं।
पहली बार, पॉल क्रेसवेल और रिचर्ड नेल्सन ने जांच की कि गैसीय प्रोटोप्लानेटरी डिस्क में एम्बेडेड ग्रहों के गठन के एक क्लस्टर का क्या होता है। पिछले संख्यात्मक मॉडल में एक डिस्क में केवल एक या दो ग्रहों को शामिल किया गया है। लेकिन हमारे अपने सौर मंडल, और ज्ञात एक्स्ट्रासोलर ग्रहीय प्रणालियों के 10% से अधिक, मल्टीपल-प्लैनेट सिस्टम हैं। इस तरह की प्रणालियों की संख्या में वृद्धि की उम्मीद है क्योंकि एक्सट्रैसलेटर सिस्टम की अवलोकन तकनीक में सुधार होता है। क्रेसवेल और नेल्सन का काम पहली बार संख्यात्मक सिमुलेशन में इतनी बड़ी संख्या में प्रोटोप्लानेट को शामिल किया गया है, इस प्रकार प्रोटोप्लानेट और डिस्क के बीच गुरुत्वाकर्षण बातचीत को ध्यान में रखते हुए, और स्वयं प्रोटोप्लान के बीच।
उनके काम के लिए प्राथमिक प्रेरणा प्रोटोप्लेनेट्स की कक्षाओं की जांच करना है और क्या कुछ ग्रह डिस्क में विस्तारित अवधि तक जीवित रह सकते हैं। उनके सिमुलेशन से पता चलता है कि, बहुत कम मामलों में (लगभग 2%), एक अकेला प्रोटोप्लानेट को केंद्रीय तारे से दूर कर दिया जाता है, इस प्रकार यह जीवनकाल लंबा कर देता है। लेकिन ज्यादातर मामलों (98%) में, कई प्रोटोप्लनेट्स कक्षीय प्रतिध्वनि की श्रृंखला में फंस जाते हैं और लॉकस्टेप में आवक की ओर पलायन करते हैं, कभी-कभी केंद्रीय तारे के साथ विलय भी हो जाता है।
क्रेसवेल और नेल्सन इस प्रकार दावा करते हैं कि एक डिस्क में एम्बेडेड प्रोटोप्लानेट के झुंड के भीतर गुरुत्वाकर्षण बातचीत प्रोटोप्लानेट के आवक प्रवास को रोक नहीं सकती है। प्रवासन की "समस्या" बनी हुई है और अधिक जांच की आवश्यकता है, हालांकि खगोलविदों ने कई संभावित समाधान प्रस्तावित किए हैं। एक यह हो सकता है कि ग्रहों की कई पीढ़ियां बनती हैं और डिस्क के रूप में केवल वे ही बनते हैं जो गठन प्रक्रिया से बचते हैं। यह गैस दिग्गजों को बनाने के लिए कठिन बना सकता है, क्योंकि डिस्क उस सामग्री से कम हो जाती है जिससे गैस विशाल ग्रह बनते हैं। (गैस विशालकाय गठन अभी भी संभव हो सकता है, यदि पर्याप्त गैस ग्रहों की कक्षाओं के बाहर स्थित है, क्योंकि नई सामग्री को बनाने वाले ग्रह द्वारा अंदर की ओर झुका जा सकता है)। एक अन्य समाधान प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क के भौतिक गुणों से संबंधित हो सकता है। अपने सिमुलेशन में, खगोलविदों ने माना कि प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क चिकनी और गैर-अशांत है, लेकिन निश्चित रूप से यह मामला नहीं हो सकता है। डिस्क के बड़े हिस्से अधिक अशांत हो सकते हैं (चुंबकीय क्षेत्रों के कारण अस्थिरता के परिणामस्वरूप), जो लंबे समय तक आवक को रोक सकता है।
यह कार्य ग्रह प्रणाली निर्माण के अन्य अध्ययनों में शामिल होता है जो वर्तमान में वैज्ञानिकों के एक यूरोपीय नेटवर्क द्वारा किया जा रहा है। पिछले कुछ वर्षों में ग्रहों के स्वरूप में किस तरह से बहुत बदलाव आया है क्योंकि नए खोजे गए ग्रहों की संख्या में वृद्धि हुई है। विशाल ग्रहों के गठन को समझना वर्तमान में खगोलविदों के लिए प्रमुख चुनौतियों में से एक है।
मूल स्रोत: खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी
