खगोलविदों ने एक युवा तारे के चारों ओर मनमोहक शिशु ग्रहों का निर्माण देखा

हमसे 370 प्रकाश वर्ष दूर एक सौरमंडल शिशु ग्रह बना रहा है। इस सब के केंद्र में तारा युवा है, केवल लगभग 6 मिलियन वर्ष पुराना है। और इसके बच्चे दो विशाल ग्रह हैं, संभवतः दोनों गैस दिग्गज, तारे के सर्कुलर डिस्क से गैसीय पदार्थ पर नर्सिंग करते हैं।

इस प्रणाली में मेजबान तारे को पीडीएस 70 कहा जाता है। पीडीएस 70 हमारे सूर्य की तुलना में थोड़ा छोटा और कम विशाल है, और अभी भी पदार्थ को स्वयं ही ग्रहण कर रहा है। यह युवा सितारा है टी तौरी स्टार, जिसका मूल रूप से मतलब है कि वे बहुत छोटे हैं और जीवन में अभी शुरुआत कर रहे हैं। चूंकि यह बहुत छोटा है, ग्रह अभी भी इसके चारों ओर कक्षा में बनने की प्रक्रिया में हैं। और नवजात ग्रहों को अभी भी बनते देखना कुछ ऐसा है जिसे खगोलविद अब केवल अच्छा करना शुरू कर रहे हैं।

'डिस्क गैप को तराशने वाले दो-ग्रह प्रणाली की यह पहली स्पष्ट पहचान है।'

जूलियन गिरार्ड, स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट।

इन युवा, अभी भी बनने वाले ग्रहों की छवियों को दिलचस्प बनाता है कि वे हमारे लंबे समय से चले आ रहे सिद्धांत का समर्थन करते हैं कि युवा सौर मंडल में ग्रह कैसे बनते हैं। उस सिद्धांत को कहा जाता है नेबुलर परिकल्पना और यह लगभग दशकों से है, लेकिन इसका समर्थन करने के लिए अवलोकन संबंधी साक्ष्य के बिना।

नेबुलर परिकल्पना

तारे अधिकतर हाइड्रोजन के विशाल बादलों से बनते हैं जिन्हें कहा जाता है आणविक बादल . आणविक बादल गुरुत्वाकर्षण की दृष्टि से अस्थिर होते हैं और गैस आपस में टकराने की प्रवृत्ति रखती है। आखिरकार, इनमें से एक झुरमुट स्नोबॉल करना शुरू कर देता है और बड़ा और बड़ा हो जाता है। ऐसा करने पर, बादल पैनकेक की तरह चपटा हो जाता है, और घूमने लगता है, और जब केंद्रीय झुरमुट पर्याप्त रूप से 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 का तारा एकमात्र झुरमुट नहीं है। अन्य, घूमने वाली गैस में छोटे गुच्छे 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 'असफल तारे' के रूप में संदर्भित करते हैं क्योंकि वे तारे बनने की राह पर थे, लेकिन वे वहां नहीं पहुंच सके।)

यदि आप वहां प्रक्रिया को स्थिर कर सकते हैं, तो आप गैस के एक सपाट, घूमने वाले बादल के केंद्र में एक युवा तारा देखेंगे। लेकिन गैस में आप अंगूठी के आकार के अंतराल देखेंगे, जहां ग्रह सामग्री को साफ करने और ग्रह बनने में व्यस्त हैं। उस प्रक्रिया को अभिवृद्धि कहते हैं। और यह अब एक आणविक बादल नहीं है, अब इसे 'प्रोटोप्लानेटरी डिस्क' कहा जाता है, क्योंकि यह एक डिस्क आकार है और इसमें प्रोटो-ग्रह बन रहे हैं।

और ठीक यही खगोलविद देखते हैं।

ALMA की अब तक की प्रोटोप्लानेटरी डिस्क की सबसे अच्छी छवि। पास के युवा तारे TW हाइड्रा की यह तस्वीर क्लासिक रिंगों और अंतरालों को प्रकट करती है जो इस प्रणाली में ग्रहों के गठन का संकेत देते हैं। श्रेय: एस. एंड्रयूज (हार्वर्ड-स्मिथसोनियन CfA); बी सैक्सटन (एनआरएओ/एयूआई/एनएसएफ); अल्मा (ESO/NAOJ/NRAO)

वास्तविक ग्रहों को देखना

इन नई छवियों के बारे में सबसे अच्छी बात यह है कि हम न केवल उन अंतरालों और छल्लों को देख सकते हैं जो किसी ग्रह की उपस्थिति का संकेत देते हैं, हम स्वयं वास्तविक ग्रहों को भी देख सकते हैं। और यह केवल दूसरी बार है जब हमने डिस्क में अंतराल बनाने वाले दो-ग्रह प्रणाली को निश्चित रूप से देखा है। (एक चार-ग्रह प्रणाली जिसे कहा जाता है एचआर 8799 2008 में चित्रित किया गया था।)

'जब हमें दूसरा ग्रह मिला तो हम बहुत हैरान हुए।'

सेबेस्टियन हैफर्ट, लीड लेखक, लीडेन ऑब्जर्वेटरी।

मैरीलैंड के बाल्टीमोर में स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट के जूलियन गिरार्ड ने कहा, 'डिस्क गैप को तराशने वाले दो-ग्रह प्रणाली का यह पहला स्पष्ट पता है।'

इसमें नया अध्ययन , के 3 जून के अंक में प्रकाशित प्रकृति खगोल विज्ञान , खगोलविदों की टीम ने इस्तेमाल किया म्यूज स्पेक्ट्रोग्राफ यूरोपियन सदर्न ऑब्जर्वेटरी के वेरी लार्ज टेलीस्कोप (VLT.)

प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क के अंदर देखना एक कठिन काम है। न केवल तारा वास्तव में उज्ज्वल है, छवि पर हावी है, बल्कि डिस्क में मौजूद सभी गैस और धूल, बनने वाले ग्रहों से आने वाले प्रकाश को अवरुद्ध कर सकते हैं। एमयूएसई उपकरण में बादल में हाइड्रोजन द्वारा उत्सर्जित प्रकाश पर ताला लगाने की शक्ति है, जो हाइड्रोजन के स्थिर बनने वाले ग्रहों में जमा होने का संकेत है।

पेपर पर मुख्य लेखक लीडेन ऑब्जर्वेटरी के सेबेस्टियन हैफर्ट ने कहा, 'जब हमें दूसरा ग्रह मिला तो हम बहुत हैरान थे।'

'जैसी सुविधाओं के साथ आत्मा , हबल, या अनुकूली प्रकाशिकी के साथ बड़े भू-आधारित ऑप्टिकल टेलीस्कोप हम डिस्क को रिंग और अंतराल के साथ देखते हैं। खुला प्रश्न रहा है, क्या वहां ग्रह हैं? इस मामले में, उत्तर हाँ है,' गिरार्ड ने समझाया।

खगोलविदों ने बहुत सारी डिस्क देखी हैं जिनमें टेल-टेल गैप हैं, लेकिन उन अंतरालों को बनाने वाले वास्तविक ग्रहों को खोजना बहुत मुश्किल है। यह छवि आस-पास के प्रोटोप्लानेटरी डिस्क की ALMA की उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियों का एक संग्रह है, जो उच्च कोणीय रिज़ॉल्यूशन प्रोजेक्ट (DSHARP) में डिस्क सबस्ट्रक्चर के परिणाम हैं। श्रेय: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), एस. एंड्रयूज और अन्य; एनआरएओ/एयूआई/एनएसएफ, एस. डैगनेलो

टीम ने जो देखा वह पीडीएस 70 सी नामक ग्रह था। (इसी प्रणाली में एक और ग्रह, जिसे पीडीएस 70बी कहा जाता है, था पहली बार देखा गया लगभग एक साल पहले।)

नया ग्रह, PDS 70c, डिस्क के बाहरी किनारे के पास है, और तारे से लगभग 3.3 बिलियन मील की दूरी पर है। यह लगभग उतनी ही दूरी है जितनी नेपच्यून सूर्य से है। खगोलविदों के पास ग्रह के द्रव्यमान का केवल प्रारंभिक अनुमान है, लेकिन उनका अनुमान है कि पीडीएस 70 सी बृहस्पति से 1 से 10 गुना बड़ा है।

पहले खोजा गया ग्रह, PDS 70b, तारे से लगभग 2 बिलियन मील दूर है, जो हमारे सौर मंडल में यूरेनस के समान है। इसका द्रव्यमान बृहस्पति के द्रव्यमान का 4 से 17 गुना के बीच है।

पीडीएस 70 केवल दूसरी बहु-ग्रहीय प्रणाली है जिसे सीधे प्रतिबिम्बित किया जाता है। अनुकूली प्रकाशिकी और डेटा प्रोसेसिंग के संयोजन के माध्यम से, खगोलविद दो परिक्रमा करने वाले एक्सोप्लैनेट को प्रकट करने के लिए केंद्रीय तारे (एक सफेद तारे द्वारा चिह्नित) से प्रकाश को रद्द करने में सक्षम थे। पीडीएस 70 बी (निचले बाएं) का वजन बृहस्पति से 4 से 17 गुना ज्यादा है जबकि पीडीएस 70 सी (ऊपरी दाएं) का वजन बृहस्पति से 1 से 10 गुना ज्यादा है। छवि क्रेडिट: ईएसओ और एस हैफर्ट (लीडेन वेधशाला)

अब हम प्रतीक्षा करें। जेम्स वेब टेलीस्कोप के लिए

इन युवा एक्सोप्लैनेट की छवियां प्राप्त करना एमयूएसई स्पेक्ट्रोग्राफ के लिए एक सुखद दुर्घटना है। इस उपकरण को शुरू में आकाशगंगाओं और तारा समूहों का अध्ययन करने के लिए विकसित किया गया था। लेकिन जैसा कि यह पता चला है, यह बनाने की प्रक्रिया में एक्सोप्लैनेट को स्पॉट करने में अच्छा है। और उस दुर्घटना ने नेबुलर परिकल्पना को परिकल्पना से स्वीकृत सिद्धांत तक ले जाने में मदद की है।

'यह नया अवलोकन मोड उच्च स्थानिक विभेदन पर आकाशगंगाओं और तारा समूहों का अध्ययन करने के लिए विकसित किया गया था। लेकिन यह नया मोड एक्सोप्लैनेट इमेजिंग के लिए भी उपयुक्त बनाता है, जो एमयूएसई उपकरण के लिए मूल विज्ञान चालक नहीं था, 'हैफर्ट ने कहा।

भविष्य में, (भविष्य जो विलंबित होता रहता है,) जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) इन डिस्क में बनने वाले युवा ग्रहों के अध्ययन को आगे बढ़ाएगा। एक बार उस उन्नत अंतरिक्ष दूरबीन के लिए अंतहीन प्रतीक्षा समाप्त हो जाने के बाद, इसकी शक्ति को खगोलविदों को प्रकाश की बहुत विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर शून्य करने की अनुमति देनी चाहिए जो हाइड्रोजन को जोड़कर उत्सर्जित होती है।

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप का प्राथमिक दर्पण, इसकी सभी शानदार महिमा में! छवि: नासा / क्रिस गुन

इसका मतलब है कि वैज्ञानिक डिस्क में हाइड्रोजन गैस के तापमान के साथ-साथ उसके घनत्व को मापने में सक्षम होंगे। उन दोनों चीजों को जानने से हमें वास्तव में यह समझने में मदद मिलेगी कि गैस के विशालकाय ग्रह कैसे बनते हैं।

लेकिन अभी के लिए, कम से कम हमारे पास ग्रहों की छवियां हैं, और जब खगोलविद आकाशगंगा में देखते हैं और इन युवा तारा प्रणालियों को देखते हैं, और डिस्क में अंतराल देखते हैं, तो वे आश्वस्त हो सकते हैं कि वास्तव में वहां ग्रह हैं।