खगोलविदों ने अनजाने में “रोस्टिंग मार्शमैलो” ग्रहों के रूप में रहस्य को अनजाने में जटिल किया हो सकता है। मिथुन साउथ टेलीस्कोप का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने पाया कि “हॉट एंड पफी” अल्ट्रा-हॉट बृहस्पति ग्रह वास्प -121 बी ने पहले से विश्वास की तुलना में अपने स्टार के करीब गठन किया हो सकता है, जो हम जानते हैं कि ग्रहों के रूप में हम क्या जानते हैं।
1990 के दशक के मध्य में सौर मंडल के बाहर पहले ग्रह की खोज के बाद से, एक्स्ट्रासोलर ग्रहों की सूची, या “एक्सोप्लैनेट्स”, 5,000 से अधिक प्रविष्टियों तक बढ़ गई है। इनमें से कई एक्सोप्लैनेट हमारे सौर मंडल में कुछ भी नहीं पाए जाते हैं। हॉट और अल्ट्रा-हॉट ज्यूपिटर्स इसके प्रमुख उदाहरण हैं, गैस विशाल ग्रह कई बार बृहस्पति के द्रव्यमान और आकार के रूप में हैं जो अपने सितारों के इतने करीब हैं कि वे कुछ घंटों के मामले में एक कक्षा को पूरा कर सकते हैं।
अब तक खोजे गए एक्सोप्लैनेट्स में से एक-तिहाई तक गर्म ज्यूपिटर हैं। ये गर्म, पफी दुनिया चरम तापमान को सहन करती है, जिससे उन्हें बहुत ही उपयुक्त रूप से “रोस्टिंग मार्शमॉलो” का नाम दिया जाता है। इन ग्रहों को अपने सितारों से दूर अपने सितारों से दूर होने के लिए माना जाता है, जो हमारे अपने सौर मंडल में बृहस्पति और शनि के समान हैं, जो अंदर की ओर पलायन करने से पहले। हालांकि, ततैया -121 बी का नया अध्ययन उन मूल विचारों को संदेह में फेंक देता है।
नए शोध के पीछे की टीम इस निष्कर्ष पर आई जब उन्होंने प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क के रसायन विज्ञान का अध्ययन करना शुरू किया, शिशु सितारों के चारों ओर गैस और धूल के चपटे बादल, जहां से ग्रह उभरते हैं, विसर्जन ग्रेटिंग इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोग्राफ (IGRINS) साधन का उपयोग करते हुए मिथुन दक्षिण दूरबीन पर चिली में।
IGRINS के साथ टीम पहली बार एकल उपकरण का उपयोग करके एक ट्रांसिटिंग ग्रह के लिए रॉक-टू-आइस अनुपात को मापने में सक्षम थी। उनके माप ने संभावित त्रुटियों को समाप्त कर दिया जो अन्य उपकरणों के लिए उत्पन्न हो सकती हैं, जो एक्सोप्लैनेट्स के रासायनिक विश्लेषण को करने के लिए एक शक्तिशाली नया तरीका साबित करती हैं।
रोस्टिंग मार्शमॉलोज़ कार्यक्रम के पीटर स्मिथ ने एक बयान में कहा, “मिथुन साउथ के ग्राउंड-आधारित डेटा ने आईजीआरआईएनएस का उपयोग करते हुए वास्तव में अंतरिक्ष-आधारित दूरबीनों की तुलना में व्यक्तिगत रासायनिक बहुतायत के अधिक सटीक माप प्राप्त किए थे।”
“हमारी साधन संवेदनशीलता उस बिंदु पर आगे बढ़ रही है जहां हम इन तत्वों का उपयोग विभिन्न क्षेत्रों, ऊंचाई और अनुदैर्ध्य की जांच करने के लिए कर सकते हैं, जो हवा की गति जैसी सूक्ष्मताओं को देखने के लिए, यह बताते हैं कि यह ग्रह कितना गतिशील है।”
क्या WASP-121B अपने स्टार के बगल में है?
पृथ्वी से लगभग 858 प्रकाश-वर्ष स्थित, ततैया -121 बी में बृहस्पति का द्रव्यमान 1.2 गुना है, लेकिन यह सौर मंडल के सबसे बड़े ग्रह की चौड़ाई का 1.9 गुना बढ़ जाता है। यह अपने स्टार के इतने करीब है कि एक कक्षा को पूरा करने में सिर्फ 1.3 पृथ्वी दिन लगते हैं। WASP-121b को टिड्डली लॉक किया गया है, जिसका अर्थ है कि ग्रह में एक झुलसाने वाला गर्म “दिन” होता है जो स्थायी रूप से उस तारकीय माता-पिता और एक कूलर नाइट साइड का सामना करता है जो सदा के लिए अंतरिक्ष में सामना करता है।
WASP-121B का दिन लगभग 4,500 डिग्री फ़ारेनहाइट (2,500 डिग्री सेल्सियस) पर लगभग 4,500 डिग्री फ़ारेनहाइट (2,500 डिग्री सेल्सियस) पर गर्म है कि ग्रह पर धातुओं को वाष्पीकृत किया जा सकता है और इसके वातावरण में ऊपर की ओर बहाव किया जा सकता है। इन धातुओं को तब ग्रह की नाइटसाइड में शक्तिशाली 11,000-मील प्रति घंटे (17,700 किमी/घंटा) हवाओं द्वारा उड़ा दिया जाता है, जहां वे ठंडा होते हैं और तरल धातु, रूबी और नीलम की बारिश के रूप में गिरते हैं।
मानक ग्रह गठन मॉडल बताते हैं कि ततैया -121 बी को प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क में और आगे बढ़ना चाहिए था कि एक बार अपने तारे को उस स्थिति से घेर लिया था जो आज से पहले उस स्थिति में है, तब तक प्रवास करने से पहले। लेकिन ग्रह की रसायन विज्ञान इस विचार को वापस नहीं करता है।
एक ढाल इस प्रणाली के प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क (और अन्य सभी) में मौजूद होना चाहिए था, जिसमें देखा गया था कि चट्टानी और बर्फीले सामग्री वाष्प से ठोस में बदल जाती है क्योंकि स्टार से दूरी बढ़ जाती है।
खगोलविद ग्रहों और उनके वायुमंडल में तत्वों के हस्ताक्षर के लिए शिकार कर सकते हैं और ग्रह के जन्म के समय मौजूद बर्फीले गैसीय पदार्थ के लिए चट्टानी पदार्थ के अनुपात का निर्धारण कर सकते हैं। वह चाहिए उन्हें बताएं कि ग्रह द्वारा गठित ग्रह से कितनी दूर है।
इस अनुपात को निर्धारित करने के लिए, खगोलविदों को आमतौर पर अलग -अलग उपकरणों के साथ बार -बार अवलोकन करना पड़ता है: गैसीय पदार्थ का पता लगाने के लिए ठोस चट्टानी सामग्री और एक अवरक्त उपकरण का पता लगाने के लिए एक दृश्य प्रकाश उपकरण।
तथ्य यह है कि WASP-121B इतना गर्म है कि दोनों प्रकार के तत्व इसके वातावरण में वाष्पीकृत हो जाते हैं और इसे Igrins के साथ पता लगाया जा सकता है क्योंकि ग्रह पार करता है या इसके स्टार के चेहरे को “स्थानांतरित करता है”।
“इस ग्रह की जलवायु चरम है और पृथ्वी की तरह कुछ भी नहीं है,” स्मिथ ने कहा। “ग्रह का दिन इतना गर्म है कि तत्वों को आमतौर पर ‘धातु’ के रूप में माना जाता है, उन्हें वातावरण में वाष्पीकृत किया जाता है, जिससे वे स्पेक्ट्रोस्कोपी के माध्यम से पता लगाने योग्य हो जाते हैं।”
इस प्रकार, IGRINS के साथ, यह टीम WASP-121B के रॉक-टू-आइस अनुपात की खोज करने में सक्षम थी, जो विशेष रूप से उच्च थी। इससे पता चलता है कि ग्रह की शैशवावस्था में यह चट्टानी मामले का एक बड़ा सौदा करने में सक्षम था क्योंकि यह गठन कर रहा था। यह इंगित करेगा कि यह प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क के एक क्षेत्र में पैदा हुआ था जो कि घनीभूत करने के लिए ices के लिए बहुत गर्म था। यह वैज्ञानिकों के लिए आश्चर्य की बात थी क्योंकि वर्तमान प्रतिमान से पता चलता है कि गैस दिग्गजों को बनाने के लिए ठोस ices की आवश्यकता है।
“हमारे माप का मतलब है कि शायद इस विशिष्ट दृश्य को पुनर्विचार करने की आवश्यकता है और हमारे ग्रह के गठन मॉडल को फिर से प्रस्तुत किया गया है,” स्मिथ ने कहा।
स्मिथ और सहकर्मी अब अन्य ग्रह प्रणालियों में अल्ट्रा-हॉट जुपिटर्स की अपनी जांच का विस्तार करने का इरादा रखते हैं, जो वर्तमान में अपग्रेड किए गए IGRINS-2 उपकरणों का उपयोग करते हैं, जो वर्तमान में कैलिब्रेट किए जा रहे हैं और उपयोग के लिए तैयार हैं।
यह वैज्ञानिकों को गर्म बृहस्पति एक्सोप्लैनेट वायुमंडल का एक बड़ा नमूना बनाने और सौर मंडल में देखी गई किसी भी चीज़ के विपरीत इन चरम दुनिया के रहस्यों को अनलॉक करने की अनुमति देनी चाहिए।
टीम का शोध 2 दिसंबर को खगोलीय जर्नल में प्रकाशित किया गया था।
