ब्रह्मांड में सबसे हल्के ‘फुलाए हुए’ ग्रहों की खोज

ये ग्रह कॉटन कैंडी से भी कम घनत्व वाले हैं, और ये खगोलभौतिकविदों को विशाल ग्रहों के सबसे असामान्य निर्माण तरीकों को बेहतर समझने में मदद करेंगे।

-रेबेका ज़ॉम्बैक द्वारा-

खगोलविदों ने लगभग 1,100 प्रकाश-वर्ष दूर एक तारा प्रणाली में ब्रह्मांड के सबसे हल्के विशाल ग्रहों की एक जोड़ी खोजी है, एक नए अध्ययन के अनुसार।

इन दो गैसीय दानवों की खोज, जो कॉटन कैंडी से भी कम घनत्व वाले हैं, खगोलभौतिकविदों को ग्रहों के सबसे चरम और असामान्य निर्माण तरीकों को बेहतर समझने में मदद करेगी।

“हम ग्रह निर्माण और विकास की पूरी कहानी को समझना चाहते हैं,” ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी के खगोलभौतिकविद जॉर्ज ड्रांसफील्ड ने कहा, जिन्होंने इस अध्ययन का नेतृत्व किया। “सुपर-पफ ग्रहों की चुनौती यह है कि वे हमारे मॉडलों में आसानी से फिट नहीं होते।”

एक सुपर-पफ ग्रह लगभग अस्तित्व में नहीं होना चाहिए। यह प्रभावी रूप से एक गैसीय दानव है जिसमें एक असंभव रूप से छोटा कोर है, जो इतना छोटा होना चाहिए कि गुरुत्वाकर्षण से वह विशाल मात्रा में गैसों को आकर्षित न कर सके, जो वैज्ञानिकों ने इनकी वायुमंडल में पाई हैं।

एक गैसीय दानव का कोर आमतौर पर पृथ्वी के द्रव्यमान से कम से कम 10 गुना होता है। लेकिन कई सुपर-पफ्स का कुल द्रव्यमान — कोर और वायुमंडल मिलाकर — उससे भी कम है। “तो एक या दो या पांच पृथ्वी द्रव्यमान वाला कोर इतनी बड़ी मात्रा में गैस कैसे इकट्ठा कर लेता है?” यूनिवर्सिटी ऑफ टाम्पा की खगोलविद जेसिका लिब्बी-रॉबर्ट्स ने कहा, जो इस अध्ययन में शामिल नहीं थीं।

यह भौतिक रूप से बहुत कम समझ आता है, और यह एक पहेली है जिस पर वैज्ञानिक लगभग एक दशक से काम कर रहे हैं। पहली संभावित सुपर-पफ ग्रह 2014 में पहचाने गए थे — तीन ग्रह केप्लर-51 नामक तारे की परिक्रमा कर रहे थे। यह पहली बार था जब वैज्ञानिकों को आश्चर्यजनक रूप से कम घनत्व वाले ग्रह मिले थे, और उन्हें समझ नहीं आ रहा था कि इनके साथ क्या करें।

“यह बस असंभव लगता था,” डॉ. लिब्बी-रॉबर्ट्स ने कहा। “क्या हमें ग्रह निर्माण के बारे में जो कुछ भी समझते हैं, उसे पूरी तरह खारिज कर देना होगा और फिर से शुरू करना होगा?”

दो साल बाद, “सुपर-पफ” शब्द खगोल विज्ञान में आया, जिसे कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो की खगोलभौतिकविद ईव जे. ली ने गढ़ा था। डॉ. ली ने सुपर-पफ्स के संभावित निर्माण तरीकों पर अपना काम प्रकाशित किया। उनका निष्कर्ष था कि वे सही जगह पर और सही परिस्थितियों में बने: इतना ठंडा होना चाहिए कि छोटा कोर भी गैसों को खींच सके, और फिर वे गैसें भागने के लिए पर्याप्त ऊर्जा न रखती हों। धूल ज्यादा नहीं होनी चाहिए, ताकि गैसें तेजी से जमा हो सकें। एक अप्रत्याशित वायुमंडल बन सकता है।

एक तस्वीर उभर रही थी। लेकिन जैसे-जैसे वैज्ञानिकों को और सुपर-पफ ग्रह मिले — अब कुल 39 हैं — चीजें और भी अजीब होती गईं। “हर एक अजीब है,” विस्कॉन्सिन-मैडिसन विश्वविद्यालय की खगोलविद जूलियट बेकर ने कहा, जो इस अध्ययन में शामिल नहीं थीं। “सभी सीमाओं को चुनौती दे रहे हैं।”

इसके अलावा जटिलता यह है कि कुछ ग्रह जो सुपर-पफ माने जा रहे थे, वे वास्तव में वैसा नहीं हो सकते, बेकर ने कहा। संभावना है कि कुछ कम घनत्व वाले इसलिए दिख रहे हों क्योंकि उनके पास शनि जैसे छल्ले हैं जो झुके हुए हैं और दूरबीन की ओर मुड़े हैं।

हर छोटी जानकारी वैज्ञानिकों को वास्तव में क्या हो रहा है, यह समझने में मदद करती है। यहीं नया अध्ययन आता है।

दोनों ग्रह, TOI-791b और c, सबसे पहले NASA के ट्रांजिटिंग एक्सोप्लैनेट सर्वे सैटेलाइट (TESS) के साथ चलाए गए एक ग्रह-खोज कार्यक्रम के स्वयंसेवकों द्वारा देखे गए थे। शोध टीम ने फिर उम्मीदवार ग्रहों पर गहराई से काम किया, उनकी उम्र, आकार और व्यवहार का अनुमान लगाया।

उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि ये दोनों ग्रह असाधारण रूप से कम घनत्व वाले हैं, जो मनुष्यों द्वारा बनाई गई सबसे हल्की सामग्रियों (एयरोजेल्स) के बराबर हैं। हालांकि ये पफ्स बृहस्पति के आकार के बराबर या उससे बड़े हैं, इनका द्रव्यमान बृहस्पति के द्रव्यमान का सिर्फ 3 से 6 प्रतिशत है।

“यह देखना बहुत रोमांचक था,” डॉ. लिब्बी-रॉबर्ट्स ने कहा। “सुपर-पफ खुद में दुर्लभ हैं। एक ही प्रणाली में कई सुपर-पफ देखना और भी दुर्लभ है।”

केवल चार प्रणालियां ऐसी जानी जाती थीं जिनमें कई सुपर-पफ थे। इस सूची में ऐसे “सहोदर” सिस्टम में से एक को भी जोड़ना अमूल्य है, क्योंकि इससे यह समझने में मदद मिलती है कि वे किन परिस्थितियों में बन सकते थे। इससे संभावित स्पष्टीकरण और भी संकीर्ण हो जाते हैं और यह अधिक संभावना बनती है कि वे वास्तव में पफबॉल ग्रह हैं, न कि दूरबीन का कोई चाल।

“यह एक भारी कॉस्मोलॉजिकल संयोग” होगा, डॉ. ड्रांसफील्ड ने कहा।

इन ग्रहों पर काम अभी शुरू ही हुआ है। इनके पूर्ण गति चार्ट के लिए वैज्ञानिकों को लगभग एक शताब्दी तक इनका अवलोकन करना होगा, डॉ. बेकर ने कहा।

अभी के लिए, डॉ. ड्रांसफील्ड जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप के समय की उम्मीद कर रहे हैं, जो इन्फ्रारेड प्रकाश को कैप्चर करके गहरे अंतरिक्ष में देखता है। इससे टीम को ग्रहों की संरचना और आकार को समझने में मदद मिलेगी, जो केप्लर-51 सुपर-पफ्स की पहले की खोजों पर आधारित होगी।

जैसे-जैसे यह शोध आगे बढ़ेगा, बहुत सारी अनिश्चितताएं बनी रहेंगी। लेकिन डॉ. लिब्बी-रॉबर्ट्स के लिए, यही अनिश्चितता काम की आकर्षण का हिस्सा है।

“हमारी कल्पनाशक्ति को कभी खोना नहीं चाहिए,” उन्होंने कहा। “पता चला कि ब्रह्मांड हमारी किसी भी भविष्यवाणी से कहीं ज्यादा अजीब है।”