हमारे से 370 प्रकाश वर्ष दूर, एक सौर मंडल शिशु ग्रह बना रहा है। यह सब के केंद्र में सितारा युवा है, केवल लगभग 6 मिलियन वर्ष पुराना है। और इसके बच्चे दो विशाल ग्रह हैं, दोनों गैस दिग्गजों की संभावना है, स्टार के संचलन डिस्क से गैसीय पदार्थ पर नर्सिंग।
इस प्रणाली में होस्ट स्टार को पीडीएस 70 कहा जाता है। पीडीएस 70 हमारे सूर्य की तुलना में थोड़ा छोटा और कम विशाल है, और अभी भी खुद को प्रभावित कर रहा है। यह युवा स्टार एक T Tauri स्टार है, जिसका मूल अर्थ है कि वे बहुत छोटे हैं और अभी जीवन में शुरुआत कर रहे हैं। क्योंकि यह बहुत छोटा है, ग्रह अभी भी इसके चारों ओर कक्षा में बनने की प्रक्रिया में हैं। और अभी भी नवजात ग्रहों को देखते हुए कुछ खगोलविद केवल अब अच्छे होने लगे हैं।
"यह एक डिस्क गैप को तराशने वाले दो-ग्रह प्रणाली का पहला अस्पष्ट पहचान है।"
जूलियन गिरार्ड, अंतरिक्ष टेलीस्कॉप विज्ञान संस्थान।
इन युवा, अभी भी बनाने वाले ग्रहों की छवियों को दिलचस्प बनाता है कि वे हमारे लंबे समय के सिद्धांत का समर्थन कर रहे हैं कि युवा सौर मंडल में ग्रह कैसे बनते हैं। उस सिद्धांत को नेबुलर हाइपोथीसिस कहा जाता है और यह दशकों से आस-पास रहा है, लेकिन इसका पालन करने के लिए अवलोकन प्रमाण के बिना।
नेबुलर हाइपोथीसिस
अधिकांश हाइड्रोजन के बड़े बादलों से सितारे बनते हैं जिन्हें आणविक बादल कहते हैं। आणविक बादल गुरुत्वाकर्षण के अस्थिर होते हैं और गैस एक साथ टकराती है। आखिरकार, इन क्लैंपों में से एक स्नोबॉल करना और बड़ा और बड़ा होना शुरू होता है। जैसा कि ऐसा होता है, बादल एक पैनकेक की तरह चपटा हो जाता है, और घूमना शुरू कर देता है, और जब केंद्रीय क्लंप पर्याप्त घना हो जाता है, तो यह एक संलयन में प्रज्वलित होता है और एक तारा पैदा होता है। कई तारे बाइनरी सिस्टम में होते हैं, जब दो तारे आणविक बादल से बनते हैं।
लेकिन केंद्र में स्टार केवल एक ही नहीं है। अन्य, छोटे गुच्छे घूमती हुई गैस में बनते हैं, और वे ग्रहों में बन सकते हैं। हमारे अपने सौर मंडल में बृहस्पति और शनि जैसे कुछ गैसीय ग्रह, वास्तव में बड़े हो सकते हैं। (खगोलविद कभी-कभी बृहस्पति और शनि को "विफल तारे" के रूप में संदर्भित करते हैं, क्योंकि वे तारे बनने के रास्ते में थे, लेकिन वहां बहुत कुछ नहीं मिला।)
यदि आप वहां इस प्रक्रिया को फ्रीज कर सकते हैं, तो आपको गैस के घूर्णन बादल, एक फ्लैट के केंद्र में एक युवा सितारा दिखाई देगा। लेकिन गैस में आपको रिंग के आकार के अंतराल दिखाई देंगे, जहां ग्रह सामग्री को व्यापक बनाने में व्यस्त हैं और ग्रह, अच्छी तरह से बन रहे हैं। उस प्रक्रिया को अभिवृद्धि कहते हैं। और यह अब एक आणविक बादल नहीं है, अब इसे "प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क" कहा जाता है, क्योंकि यह एक डिस्क आकार और प्रोटो-ग्रह हैं।
और यह ठीक वैसा ही है जैसा खगोलविद देखते हैं।
वास्तविक ग्रहों को देखकर
इन नई छवियों के बारे में क्या अच्छा है कि हम केवल ग्रह की उपस्थिति का संकेत देने वाले अंतराल और छल्ले को नहीं देख सकते हैं, हम स्वयं वास्तविक ग्रहों को देख सकते हैं। और यह केवल दूसरी बार है जब हमने डिस्क में अंतराल के लिए दो-ग्रह प्रणाली देखी है। (एचआर 8799 नामक एक चार-ग्रह प्रणाली 2008 में imaged थी।)
"जब हमने दूसरा ग्रह पाया तो हम बहुत हैरान थे।"
सेबेस्टियन हैफर्ट, लीड लेखक, लीडेन ऑब्जर्वेटरी।
मैरीलैंड के बाल्टीमोर में स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट के जूलियन गिरार्ड ने कहा, "डिस्क गैप को अंजाम देने वाले दो-ग्रह प्रणाली का यह पहला अस्पष्ट पहचान है।"
नेचर एस्ट्रोनॉमी के 3 जून के अंक में प्रकाशित इस नए अध्ययन में, खगोलविदों की टीम ने यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला के बहुत बड़े टेलीस्कोप (वीएलटी) पर MUSE स्पेक्ट्रोग्राफ का उपयोग किया।
प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क के अंदर देखना एक कठिन काम है। न केवल स्टार वास्तव में उज्ज्वल है, छवि पर हावी है, लेकिन डिस्क में गैस और धूल के सभी गठन ग्रहों से आने वाले प्रकाश को अवरुद्ध कर सकते हैं। MUSE इंस्ट्रूमेंट में क्लाउड में हाइड्रोजन द्वारा उत्सर्जित प्रकाश पर लॉक को सॉर्ट करने की शक्ति होती है, जो अभी भी बनने वाले ग्रहों में हाइड्रोजन के उच्चारण का संकेत है।
"हम बहुत आश्चर्यचकित थे जब हमने दूसरा ग्रह पाया," लेडेन ऑब्जर्वेटरी के सेबेस्टियन हैफर्ट ने कहा, कागज पर प्रमुख लेखक।
“ALMA, हबल, या अनुकूली प्रकाशिकी के साथ बड़े ग्राउंड-आधारित ऑप्टिकल टेलीस्कोप जैसी सुविधाओं के साथ हम सभी रिंगों और अंतराल के साथ डिस्क देखते हैं। खुला प्रश्न यह है कि क्या वहाँ ग्रह हैं? इस मामले में, जवाब हाँ है, ”गिर्द ने समझाया।
टीम ने जो देखा वह एक ग्रह था जिसे पीडीएस 70 सी कहा जाता था। (इसी प्रणाली में एक और ग्रह, जिसे पीडीएस 70 बी कहा जाता है, पहली बार लगभग एक साल पहले देखा गया था।)
नया ग्रह, पीडीएस 70 सी, डिस्क के बाहरी किनारे के पास है, और यह तारा से लगभग 3.3 बिलियन मील की दूरी पर है। यह उसी दूरी के बारे में है जो नेपच्यून सूर्य से है। खगोलविदों के पास केवल ग्रह के द्रव्यमान का प्रारंभिक अनुमान है, लेकिन उनका अनुमान है कि पीडीएस 70 सी बृहस्पति के 1 से 10 गुना बड़े पैमाने पर है।
पहले से खोजा गया ग्रह, पीडीएस 70 बी, हमारे सौर मंडल में यूरेनस के बारे में, स्टार से लगभग 2 बिलियन मील की दूरी पर है। यह बृहस्पति के द्रव्यमान के 4 से 17 गुना के बीच है।
अब हम इंतजार करते हैं। जेम्स वेब टेलिस्कोप के लिए
इन युवा एक्सोप्लैनेट की छवियां प्राप्त करना MUSE स्पेक्ट्रोग्राफ के लिए एक सुखद दुर्घटना की तरह है। इस उपकरण को शुरू में आकाशगंगा और तारा समूहों का अध्ययन करने के लिए विकसित किया गया था। लेकिन जैसा कि यह पता चला है, यह गठन की प्रक्रिया में एक्सोप्लैनेट को खोलना अच्छा है। और उस दुर्घटना ने परिकल्पना से नेब्युलर परिकल्पना को स्वीकृत सिद्धांत में स्थानांतरित करने में मदद की है।
“इस नए अवलोकन मोड को उच्च स्थानिक संकल्प पर आकाशगंगाओं और स्टार समूहों का अध्ययन करने के लिए विकसित किया गया था। लेकिन यह नई विधा इसे एक्सोप्लेनेट इमेजिंग के लिए भी उपयुक्त बनाती है, जो MUSE इंस्ट्रूमेंट के लिए मूल विज्ञान चालक नहीं था।
भविष्य में, (भविष्य में जो देरी हो रही है) जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) इन डिस्क में बनने वाले युवा ग्रहों के अध्ययन को आगे बढ़ाएगा। एक बार उस उन्नत स्पेस टेलीस्कोप के लिए रुकने योग्य इंतजार खत्म हो जाने के बाद, इसकी शक्ति खगोलविदों को हाइड्रोजन के उच्चारण द्वारा उत्सर्जित प्रकाश के बहुत विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर शून्य करने की अनुमति देनी चाहिए।
इसका मतलब है कि वैज्ञानिक डिस्क में हाइड्रोजन गैस के तापमान को मापने में सक्षम होंगे, साथ ही इसका घनत्व भी। उन दोनों चीजों को जानने से हमें यह समझने में मदद मिलेगी कि गैस के विशाल ग्रह कैसे बनते हैं।
लेकिन अभी के लिए, कम से कम हमारे पास ग्रहों की छवियां हैं, और जब खगोलविद आकाशगंगा में बाहर निकलते हैं और इन युवा तारा प्रणालियों और डिस्क में अंतराल देखते हैं, तो उन्हें विश्वास हो सकता है कि वास्तव में वहां ग्रह हैं।
