चित्र साभार: NWU
कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले और नॉर्थवेस्टर्न विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा किए गए एक नए अध्ययन के अनुसार, एक दूर के तारे के चारों ओर घूम रहे तीन ग्रहों की अजीबोगरीब कक्षाओं को केवल तभी समझाया जा सकता है, जब एक अनदेखी चौथे ग्रह ने उनकी गोलाकार कक्षाओं में विस्फोट किया और उन्हें अपनी गोलाकार कक्षाओं से बाहर निकाल दिया।
यह निष्कर्ष स्टार अप्सिलोन एंड्रोमेडे के चारों ओर ग्रह गतियों की टिप्पणियों के 13 वर्षों के कंप्यूटर एक्सट्रपलेशन पर आधारित है। यह बताता है कि अब तक खोजे गए कई एक्स्ट्रासोलर ग्रहों के गैर-गोलाकार और अक्सर अत्यधिक अण्डाकार कक्ष एक दूसरे से दूर बिखरने वाले ग्रहों का परिणाम हो सकते हैं। ऐसे परिदृश्य में, पर्टुरिंग ग्रह को सिस्टम से पूरी तरह से बाहर निकाला जा सकता है या दूर के कक्षा में किक किया जा सकता है, जिससे आंतरिक ग्रहों को सनकी कक्षाओं के साथ छोड़ दिया जा सकता है।
यूसी बर्कले के मिलर पोस्टडॉक्टोरल फेलो एरिक फोर्ड ने कहा, "यह संभवत: दो या तीन एक्स्ट्रासोलर सिस्टमों में से एक है, जिसमें सबसे अच्छी टिप्पणियों और सबसे मजबूत अवरोध हैं, और यह एक अनूठी कहानी बताता है।" “हमारी व्याख्या यह है कि बाहरी ग्रह की मूल कक्षा गोलाकार थी, लेकिन इसने अचानक किक प्राप्त की जिसने स्थायी रूप से अपनी कक्षा को अत्यधिक विलक्षण बना दिया। उस किक को प्रदान करने के लिए, हमने यह अनुमान लगाया कि एक अतिरिक्त ग्रह था जिसे अब हम नहीं देखते हैं। हमारा मानना है कि अब हम समझते हैं कि यह प्रणाली कैसे काम करती है। ”
यदि इस तरह के ग्रह ने अपने इतिहास के शुरुआती दिनों में हमारे सौर मंडल के माध्यम से कैरम किया था, तो शोधकर्ताओं ने उल्लेख किया, आंतरिक ग्रहों में अब ऐसी अच्छी तरह से गोलाकार कक्षाएं नहीं हो सकती हैं, और, जीवन की उत्पत्ति के बारे में वर्तमान धारणाओं के आधार पर, पृथ्वी की जलवायु बहुत अधिक हो सकती है। जीवन के लिए पैदा हुआ है।
"जबकि हमारे सौर मंडल में ग्रह अरबों वर्षों से स्थिर हैं, जो कि उपसिलन एंड्रोमेडे की परिक्रमा करने वाले ग्रहों के मामले में नहीं है," फोर्ड ने कहा। "जबकि उन ग्रहों ने बृहस्पति और शनि के समान ही गठन किया हो सकता है, उनकी वर्तमान कक्षाओं को अराजक और हिंसक बातचीत के एक अंतिम चरण द्वारा मूर्तिकला किया गया था।"
फोर्ड के सहयोगी के अनुसार, नॉर्थवेस्टर्न में भौतिकी और खगोल विज्ञान के एसोसिएट प्रोफेसर, फ्रेडरिक ए। रासियो, "हमारे परिणाम बताते हैं कि एक साधारण तंत्र, जिसे अक्सर 'ग्रह-ग्रह बिखरने' कहा जाता है - दो के बीच अचानक गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के कारण एक प्रकार का गुलेल प्रभाव जब वे एक-दूसरे के पास आते हैं तो ग्रह - अप्सिलॉन एंड्रोमेडे सिस्टम में देखी गई अत्यधिक विलक्षण कक्षाओं के लिए जिम्मेदार होना चाहिए। हमारा मानना है कि ग्रह-ग्रह का प्रकीर्णन अक्सर एक्स्ट्रासोलर ग्रहीय प्रणालियों में होता है, न कि केवल एक ही, जिसके परिणामस्वरूप मजबूत अस्थिरता होती है। इसलिए, जबकि अन्य तारों के चारों ओर ग्रहों की प्रणाली आम हो सकती है, जीवन को सहारा देने वाली प्रणालियों के प्रकार, जो, हमारे सौर मंडल की तरह, संभवतः बहुत लंबे समय के तराजू पर स्थिर रहना चाहिए, इतना आम नहीं हो सकता है। ”
नॉर्थवेस्टर्न में भौतिक विज्ञान में पढ़ाई करने वाले एक अंडरग्रेजुएट छात्र फोर्ड, रासियो और वेरीन लिस्टैड द्वारा जर्नल नेचर के 14 अप्रैल के अंक में कंप्यूटर सिमुलेशन की सूचना दी गई है। फोर्ड प्रिंसटन विश्वविद्यालय में स्नातक की पढ़ाई करने और 2004 में UC बर्कले पहुंचने से पहले रासियो के मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी का छात्र था।
अप्सिलॉन एंड्रोमेडे के चारों ओर की ग्रहों की प्रणाली 160 में से सबसे अधिक अध्ययनों में से एक है, जो हमारे अपने सौर मंडल के बाहर अब तक खोजे गए ग्रहों के साथ है। आंतरिक ग्रह, एक "हॉट जुपिटर" जो कि तारे के इतने करीब है कि इसकी कक्षा केवल कुछ ही दिन है, 1996 में यूसी बर्कले की जियोफ मार्सी और उनकी ग्रह-शिकार टीम द्वारा खोजा गया था। दो बाहरी ग्रह, लम्बी कक्षाओं के साथ, जो एक-दूसरे को दृढ़ता से प्रभावित करते हैं, 1999 में खोजे गए थे। इन तीनों, विशाल, बृहस्पति जैसे ग्रहों के चारों ओर अप्सिलॉन एंड्रोमेडे ने डॉपलर स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा खोजे गए पहले एक्स्ट्रासोलर मल्टी-प्लैनेट ग्रह शामिल थे।
उपसिलन एंड्रोमेडे के चारों ओर ग्रहों की कक्षाओं की असामान्य प्रकृति के कारण, मर्सी और उनकी टीम ने इसका गहन अध्ययन किया है, जिससे लगभग 500 प्रेक्षण किए गए हैं - जो कि पाए गए अधिकांश अन्य एक्स्ट्रासोलर ग्रहों की तुलना में 10 गुना अधिक है। ये अवलोकन, परिक्रमा करने वाले ग्रहों से प्रेरित तारे की गति में होने वाली लड़खड़ाहट, तारे के चारों ओर ग्रहों की गतियों के बहुत सटीक चार्टिंग की अनुमति देते हैं।
"अवलोकन इतने सटीक हैं कि हम देख सकते हैं और भविष्यवाणी कर सकते हैं कि भविष्य में हजारों वर्षों तक क्या होगा," फोर्ड ने कहा।
आज, जबकि अंतरतम ग्रह तारे के करीब है, दो बाहरी ग्रह अंडे के आकार की कक्षाओं में परिक्रमा करते हैं। अतीत और भविष्य के कक्षीय परिवर्तनों के कंप्यूटर सिमुलेशन ने दिखाया, हालांकि, बाहरी ग्रह एक दोहराए जाने वाले नृत्य में लगे हुए हैं, जो हर 7,000 वर्षों में एक बार मध्य ग्रह की कक्षा को एक चक्र में लाता है।
"एक बहुत ही गोलाकार कक्षा में लौटने की संपत्ति काफी उल्लेखनीय है और आम तौर पर ऐसा नहीं होता है," फोर्ड ने कहा। “प्राकृतिक व्याख्या यह है कि वे एक बार दोनों गोलाकार कक्षाओं में थे, और एक को एक बड़ी किक मिली जिससे वह सनकी बन गए। फिर, बाद के विकास ने दूसरे ग्रह को अपनी विलक्षणता के कारण विकसित किया, लेकिन ऊर्जा और कोणीय गति के संरक्षण के कारण, यह समय-समय पर एक बहुत ही गोलाकार कक्षा में लौटता है। "
इससे पहले, खगोलविदों ने उपसिलन एंड्रोमेडे के ग्रह प्रणाली के गठन के लिए दो संभावित परिदृश्यों का प्रस्ताव दिया था, लेकिन अवलोकन मॉडल अभी तक दो मॉडलों को अलग करने के लिए पर्याप्त नहीं थे। एरिज़ोना विश्वविद्यालय में एक अन्य खगोलशास्त्री, रेनू मल्होत्रा ने पहले सुझाव दिया था कि ग्रह-ग्रह के बिखरने से उपसिलोन एंड्रोमेडे में सनक उत्तेजित हो सकती है। लेकिन एक वैकल्पिक व्याख्या में दावा किया गया है कि ग्रहों और तारे के चारों ओर एक गैस डिस्क के बीच बातचीत भी इस तरह के सनकी कक्षाओं का उत्पादन कर सकती थी। नए कंप्यूटर मॉडल के साथ अतिरिक्त अवलोकन डेटा के संयोजन से, फोर्ड और उनके सहयोगी यह दिखाने में सक्षम थे कि गैस डिस्क के साथ बातचीत ने मनाया कक्षाओं का उत्पादन नहीं किया होगा, लेकिन किसी अन्य ग्रह के साथ बातचीत स्वाभाविक रूप से उन्हें उत्पन्न करेगी।
"उन सिद्धांतों के बीच महत्वपूर्ण अंतर विशेषता यह थी कि बाहरी डिस्क के साथ बातचीत कक्षा को बहुत धीरे-धीरे बदलने का कारण बनेगी, और गुजरते ग्रह के साथ एक मजबूत बातचीत के कारण 7,000 साल के समय के पैमाने की तुलना में कक्षाओं को बहुत जल्दी बदल जाएगा। कक्षाओं को विकसित करने के लिए, ”फोर्ड ने कहा। "क्योंकि दो परिकल्पनाएं प्रणाली के विकास के लिए अलग-अलग भविष्यवाणियां करती हैं, हम वर्तमान ग्रहों की कक्षाओं के आधार पर प्रणाली के इतिहास को बाधित कर सकते हैं।"
फोर्ड ने कहा कि जैसा कि गैस और धूल की एक डिस्क के अंदर ग्रहों का गठन होता है, ग्रहों पर ड्रैग ने अपनी कक्षाओं को परिपत्र रखा होगा। एक बार धूल और गैस के फैलने के बाद, केवल एक गुज़रने वाले ग्रह के साथ बातचीत से आज देखे गए दो बाहरी ग्रहों की विशेष कक्षाएँ बन सकती हैं। शायद, उन्होंने उल्लेख किया, केंद्रीय ग्रह से दूर अन्य ग्रहों के साथ बातचीत के द्वारा पर्टुरिंग ग्रह को आंतरिक ग्रहों में दस्तक दी गई थी।
हालाँकि, यह शुरू हो गया, परिणामी अराजक बातचीत ने तीसरे ग्रह के लिए एक बहुत ही विलक्षण कक्षा बनाई, जिसने तब धीरे-धीरे दूसरे ग्रह की कक्षा को भी उलट दिया। क्योंकि बाहरी ग्रह प्रणाली पर हावी है, समय के साथ यह मध्यम ग्रह की कक्षा को धीरे-धीरे एक विलक्षण कक्षा में धीरे-धीरे विकृत करने के लिए पर्याप्त है, जो कि आज देखा जाता है, हालांकि हर 7,000 साल या इसके बाद मध्य ग्रह धीरे-धीरे एक परिपत्र में लौटता है। की परिक्रमा।
"यह वही है जो सिस्टम को इतना अजीब बनाता है," रासियो ने कहा। "आमतौर पर, दो अण्डाकार कक्षाओं के बीच गुरुत्वाकर्षण युग्मन कभी भी एक लगभग पूर्ण चक्र में वापस नहीं जाएगा। एक चक्र बहुत खास है। "
"मूल रूप से हमारे शोध का मुख्य उद्देश्य उपसिलन एंड्रोमेडे ग्रहीय प्रणाली का अनुकरण करना था, अनिवार्य रूप से यह निर्धारित करने के लिए कि सौर मंडल में ग्रहों की तरह बाहरी दो ग्रह एक ही विमान में झूठ बोलते हैं," रासियो के साथ काम करना शुरू करने वाले लिस्टैड ने कहा। जब वह एक महिला थी और अपने वरिष्ठ थीसिस के हिस्से के रूप में कई कंप्यूटर इंटीग्रेशन करती थी। "हमें यह जानकर आश्चर्य हुआ कि हमारे कई सिमुलेशन के लिए, यह बताना मुश्किल था कि क्या ग्रह एक ही विमान में थे, इस तथ्य के कारण कि मध्य ग्रह की कक्षा समय-समय पर लगभग बहुत गोलाकार हो गई थी। एक बार जब हमने देखा कि यह अजीब व्यवहार हमारे सभी सिमुलेशन में मौजूद था, तो हमने इसे एक प्रणाली के रूप में पहचाना जो कि ग्रह-ग्रह के बिखरने से गुजरा था। हमने महसूस किया कि पहले से कहीं अधिक दिलचस्प कुछ और चल रहा था। ”
उपसिलन एंड्रोमेडे और अन्य एक्स्ट्रासोलर ग्रहीय प्रणालियों के गठन और विकास के दौरान क्या हुआ, यह समझना हमारे अपने सौर मंडल के लिए प्रमुख प्रभाव है।
"एक बार जब आपको पता चलता है कि अधिकांश ज्ञात एक्स्ट्रासोलर ग्रहों में अत्यधिक विलक्षण कक्षाएँ हैं (जैसे कि अप्सिलॉन एंड्रोमेडे में ग्रह), तो आपको आश्चर्य होगा कि क्या हमारे सौर मंडल के बारे में कुछ खास हो सकता है," फोर्ड ने कहा। “क्या हिंसक ग्रह-ग्रह का प्रकीर्णन इतना सामान्य हो सकता है कि कुछ ग्रहों की प्रणाली शांत और रहने योग्य हो? सौभाग्य से, खगोलविदों - जो जेफ बर्कले में खगोल विज्ञान के एक प्रोफेसर, ज्योफ मार्सी के नेतृत्व में - परिश्रम से उन टिप्पणियों को बना रहे हैं जो अंततः इस रोमांचक सवाल का जवाब देंगे। "
अनुसंधान को राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन और यूसी बर्कले के मिलर इंस्टीट्यूट फॉर बेसिक रिसर्च द्वारा समर्थित किया गया था।
मूल स्रोत: बर्कले न्यूज़ रिलीज़
