यह एक ग्रह है: शिशु ग्रह के बनने के नए प्रमाण

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खगोलविद इस बात से सहमत हैं कि ग्रह प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क में पैदा होते हैं – धूल और गैस के छल्ले जो युवा, नवजात सितारों को घेरते हैं। जबकि इनमें से सैकड़ों डिस्क पूरे ब्रह्मांड में देखे गए हैं, वास्तविक ग्रहों के जन्म और गठन के अवलोकन इन वातावरणों में मुश्किल साबित हुए हैं।

अब, सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स में खगोलविद | हार्वर्ड और स्मिथसोनियन ने इन मायावी नवजात ग्रहों का पता लगाने के लिए एक नया तरीका विकसित किया है – और इसके साथ, “धूम्रपान बंदूक” एक छोटे नेपच्यून या शनि जैसे ग्रह के एक डिस्क में दुबके होने का प्रमाण है। परिणाम आज वर्णित हैं द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स.

सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स के पोस्टडॉक्टरल फेलो फेंग लॉन्ग कहते हैं, “युवा ग्रहों का प्रत्यक्ष रूप से पता लगाना बहुत चुनौतीपूर्ण है और अब तक केवल एक या दो मामलों में ही सफल रहा है।” “ग्रह हमेशा हमारे लिए देखने के लिए बहुत कमजोर होते हैं क्योंकि वे गैस और धूल की मोटी परतों में एम्बेडेड होते हैं।”

इसके बजाय वैज्ञानिकों को यह अनुमान लगाने के लिए सुराग की तलाश करनी चाहिए कि कोई ग्रह धूल के नीचे विकसित हो रहा है।

“पिछले कुछ वर्षों में, हमने डिस्क पर कई संरचनाएं देखी हैं जो हमें लगता है कि ग्रह की उपस्थिति के कारण होती हैं, लेकिन यह किसी और चीज के कारण भी हो सकती है,” लांग कहते हैं। “हमें एक ग्रह को देखने और समर्थन करने के लिए नई तकनीकों की आवश्यकता है।”

अपने अध्ययन के लिए, लॉन्ग ने LkCa 15 नामक एक प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क की फिर से जांच करने का फैसला किया। 518 प्रकाश वर्ष दूर स्थित, डिस्क आकाश में वृषभ नक्षत्र में बैठती है। वैज्ञानिकों ने पहले ALMA वेधशाला के साथ टिप्पणियों का उपयोग करके डिस्क में ग्रह निर्माण के साक्ष्य की सूचना दी थी।

LkCa 15 पर नए उच्च-रिज़ॉल्यूशन ALMA डेटा में लंबे समय तक कबूतर, मुख्य रूप से 2019 में प्राप्त किए गए, और दो बेहोश विशेषताओं की खोज की, जिनका पहले पता नहीं चला था।

तारे से लगभग 42 खगोलीय इकाइयाँ – या पृथ्वी की सूर्य से 42 गुना दूरी – ने लंबे समय तक एक धूल भरे वलय की खोज की, जिसके भीतर दो अलग-अलग और चमकीले गुच्छों की परिक्रमा की गई। सामग्री ने एक छोटे से झुरमुट और एक बड़े चाप का आकार लिया, और 120 डिग्री से अलग हो गए।

सामग्री के निर्माण का कारण क्या था, यह जानने के लिए कंप्यूटर मॉडल के साथ परिदृश्य की लंबे समय तक जांच की और पता चला कि उनका आकार और स्थान ग्रह की उपस्थिति के लिए मॉडल से मेल खाते हैं।

“यह चाप और झुरमुट लगभग 120 डिग्री से अलग होते हैं,” वह कहती हैं। “अलगाव की वह डिग्री बस नहीं होती है – यह गणितीय रूप से महत्वपूर्ण है।”

अंतरिक्ष में स्थिति के लिए लंबे बिंदु लैग्रेंज बिंदु के रूप में जाने जाते हैं, जहां गति में दो पिंड – जैसे कि एक तारा और परिक्रमा करने वाला ग्रह – उनके चारों ओर आकर्षण के बढ़े हुए क्षेत्रों का निर्माण करते हैं जहां पदार्थ जमा हो सकता है।

“हम देख रहे हैं कि यह सामग्री न केवल स्वतंत्र रूप से तैर रही है, यह स्थिर है और इसकी प्राथमिकता है जहां यह भौतिकी और शामिल वस्तुओं के आधार पर स्थित होना चाहता है, ” लांग बताते हैं।

इस मामले में, लंबे समय से खोजी गई सामग्री का चाप और झुरमुट L . पर स्थित हैं4 और मैं5 लैग्रेंज अंक। उनके बीच 60 डिग्री छिपा हुआ एक छोटा ग्रह है जो बिंदु L . पर धूल जमा करता है4 और मैं5.

परिणाम बताते हैं कि ग्रह मोटे तौर पर नेपच्यून या शनि के आकार का है, और लगभग एक से तीन मिलियन वर्ष पुराना है। (जब ग्रहों की बात आती है तो यह अपेक्षाकृत युवा होता है।)

प्रौद्योगिकी बाधाओं के कारण छोटे, नवजात ग्रह की प्रत्यक्ष रूप से इमेजिंग संभव नहीं हो सकती है, लेकिन लॉन्ग का मानना ​​​​है कि एलकेसीए 15 के एएलएमए अवलोकन उसकी ग्रहों की खोज का समर्थन करने वाले अतिरिक्त सबूत प्रदान कर सकते हैं।

वह यह भी उम्मीद करती है कि ग्रहों का पता लगाने के लिए उसका नया दृष्टिकोण – लैग्रेंज बिंदुओं पर अधिमानतः जमा होने वाली सामग्री के साथ – भविष्य में खगोलविदों द्वारा उपयोग किया जाएगा।

“मुझे उम्मीद है कि भविष्य में इस पद्धति को व्यापक रूप से अपनाया जा सकता है,” वह कहती हैं। “केवल चेतावनी यह है कि इसके लिए बहुत गहरे डेटा की आवश्यकता होती है क्योंकि सिग्नल कमजोर होता है।”

लॉन्ग ने हाल ही में सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स में अपनी पोस्टडॉक्टरल फेलोशिप पूरी की और इस सितंबर में नासा हबल फेलो के रूप में एरिजोना विश्वविद्यालय में शामिल होंगी।

अध्ययन के सह-लेखक सीन एंड्रयूज, चुनहुआ क्यूई, डेविड विल्नर और सीएफए के कैरिन ओबर्ग हैं; नेवादा विश्वविद्यालय के शांगजिया झांग और झाओहुआन झू; ग्रेनोबल विश्वविद्यालय के मरियम बेनिस्टी; मिलान विश्वविद्यालय के स्टेफ़ानो फैचिनी; चावल विश्वविद्यालय के एंड्रिया इसेला; फ्लोरिडा विश्वविद्यालय के जेहान बे; मिशिगन विश्वविद्यालय के जेन हुआंग और राष्ट्रीय रेडियो खगोल विज्ञान वेधशाला के रयान लूमिस।

टीम ने बैंड 6 (1.3 मिमी) और बैंड 7 (0.88 मिमी) रिसीवर के साथ लिए गए उच्च रिज़ॉल्यूशन वाले एएलएमए अवलोकनों का उपयोग किया।

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