जेम्स वेब द्वारा 2,000 प्रकाश वर्ष दूर पल्सर की परिक्रमा करने वाले नींबू के आकार के एक्सोप्लैनेट की पहचान की गई

एक खगोलीय खोज ने ब्रह्मांड में दुनिया की विविधता की समझ को फिर से परिभाषित किया है। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप की अवरक्त अवलोकन क्षमताओं का उपयोग करके, वैज्ञानिकों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने एक अनोखी विशेषता वाले एक एक्सोप्लैनेट का अभूतपूर्व विवरण प्राप्त किया है: इसका आकार नींबू जैसा दिखता है। पीएसआर जे2322-2650बी के रूप में सूचीबद्ध वस्तु, अब तक देखे गए सबसे चरम वातावरणों में से एक में तेजी से घूमने वाले न्यूट्रॉन तारे की परिक्रमा करती है, जिसे पल्सर के रूप में जाना जाता है।

पृथ्वी से 2,000 प्रकाश वर्ष से अधिक दूरी पर स्थित, इस गैस विशाल का द्रव्यमान बृहस्पति के बराबर है, लेकिन इसका अस्तित्व ग्रहों के निर्माण के पारंपरिक मॉडल को चुनौती देता है। अपने मेजबान तारे से निकटता इतनी तीव्र है कि ग्रह अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण बल और विकिरण के अधीन, केवल 7.8 घंटों में एक कक्षा पूरी करता है। यह अंतःक्रिया इसके लम्बे दीर्घवृत्ताकार आकार का प्रत्यक्ष कारण है।

नए अवलोकनों ने न केवल ग्रह के विकृत आकार की पुष्टि की, बल्कि इसके वायुमंडल की अनूठी संरचना का भी खुलासा किया, जो मुख्य रूप से हीलियम और कार्बन से बना है। हाइड्रोजन जैसे गैस दिग्गजों में अधिक सामान्य तत्वों की अनुपस्थिति, एक जटिल और हिंसक विकासवादी इतिहास का सुझाव देती है, जो संभवतः सुपरनोवा विस्फोट से जुड़ा हुआ है जिसने पल्सर को जन्म दिया जिसकी वह परिक्रमा करता है।

गुरुत्वाकर्षण से विकृत आकृति

पीएसआर जे2322-2650बी का असामान्य आकार पल्सर द्वारा लगाए गए अत्यधिक ज्वारीय बलों का प्रत्यक्ष परिणाम है। ग्रह अपने तारे के इतना करीब है कि पास की ओर गुरुत्वाकर्षण खिंचाव दूर की तुलना में काफी मजबूत है। बल में यह अंतर ग्रह को फैलाता है, जिससे इसका भूमध्यरेखीय व्यास इसके ध्रुवीय व्यास से लगभग 38% बड़ा हो जाता है, जिससे यह रग्बी बॉल या नींबू जैसा दिखता है। यह घटना एक दृश्य प्रदर्शन है जिसे खगोलशास्त्री “ज्वारीय विकृति” कहते हैं, जिसे चरम स्तर तक ले जाया जाता है जिसे शायद ही कभी देखा जाता है।

लगभग 1.6 मिलियन किलोमीटर की यह कक्षीय निकटता, एक्सोप्लैनेट को उसके तारे की रोश सीमा के भीतर रखती है, वह दूरी जिस पर एक खगोलीय पिंड दूसरे के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के तहत विघटित हो जाएगा। हालाँकि, गैस विशाल का आंतरिक सामंजस्य अभी भी इसे बरकरार रखता है, भले ही इसका द्रव्यमान लगातार कम हो रहा हो। इसके वायुमंडल से सामग्री को लगातार छीन लिया जाता है और पल्सर की ओर फ़नल किया जाता है, जिससे पदार्थ का प्रवाह बनता है जो न्यूट्रॉन तारे को शक्ति प्रदान करता है और प्रणाली की जटिलता में योगदान देता है, जिसे एक विकसित “काली विधवा” के रूप में वर्गीकृत किया जाता है जहां विशाल तारा धीरे-धीरे अपने साथी को खा जाता है।

अनोखा कार्बन युक्त वातावरण

जेम्स वेब द्वारा किया गया स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण PSR J2322-2650b के बारे में सबसे बड़े आश्चर्यों में से एक लेकर आया: इसकी वायुमंडलीय संरचना। डेटा से पता चला कि वातावरण हाइड्रोजन से रहित है लेकिन हीलियम और विशेष रूप से आणविक कार्बन से समृद्ध है। यह संरचना आज तक ज्ञात किसी भी अन्य गैस विशाल से मौलिक रूप से भिन्न है।

ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर तत्व हाइड्रोजन की अनुपस्थिति से पता चलता है कि लाखों वर्षों में पल्सर के तीव्र विकिरण और तारकीय हवाओं द्वारा ग्रह की मूल बाहरी परतें छीन ली गईं। जो कुछ बचा है वह सघन कोर और मध्यवर्ती परतें हैं, जहां कार्बन जैसे भारी तत्व बनने और केंद्रित होने में सक्षम थे।

कार्बन की महत्वपूर्ण उपस्थिति कई आकर्षक संभावनाओं को खोलती है। ग्रह के अंदर अत्यधिक दबाव और तापमान के तहत, कार्बन का क्रिस्टलीकृत होना सैद्धांतिक रूप से संभव है, जिससे यह परिकल्पना सामने आती है कि इस विदेशी दुनिया के मूल में बड़ी मात्रा में हीरे हो सकते हैं, एक ऐसा परिदृश्य जो पल्सर के आसपास ग्रह प्रणालियों की चरम और आश्चर्यजनक प्रकृति को दर्शाता है।

जेम्स वेब टेलीस्कोप की सटीकता

PSR J2322-2650b का विस्तृत अवलोकन जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप की संवेदनशीलता और उन्नत उपकरणों की बदौलत ही संभव हो सका। जैसे ही ग्रह ने अपनी बेहद तेज़ कक्षा पूरी की, दूरबीन ने सिस्टम की अवरक्त चमक में छोटे बदलावों की निगरानी की। इन प्रकाश विविधताओं ने वैज्ञानिकों को ग्रह के त्रि-आयामी आकार का सटीक मॉडल बनाने की अनुमति दी।

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ग्रह के वायुमंडल से गुज़रने वाले प्रकाश का विश्लेषण करके, खगोलविद इसकी रासायनिक संरचना निर्धारित करने में सक्षम थे। इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में काम करने की वेब की क्षमता महत्वपूर्ण थी, क्योंकि इसने इसे पल्सर द्वारा उत्सर्जित तीव्र उच्च-ऊर्जा विकिरण (गामा किरणों और एक्स-रे) से ग्रह के कमजोर थर्मल उत्सर्जन को अलग करने की अनुमति दी, जो अन्य तरंग दैर्ध्य पर काम करने वाले दूरबीनों को मात देगा।

यह पहली बार था कि पल्सर की परिक्रमा करने वाले किसी ग्रह पर विस्तृत वायुमंडलीय विश्लेषण किया गया था। एक एक्सोप्लैनेट के आकार का अनुमान लगाने के लिए कक्षीय प्रकाश वक्र को देखने की तकनीक दूर की दुनिया के लक्षण वर्णन में एक मील का पत्थर दर्शाती है, जो चरम खगोल भौतिकी वातावरण में वस्तुओं का अध्ययन करने की एक नई क्षमता का प्रदर्शन करती है।

कई कक्षाओं से एकत्र किए गए डेटा ने ग्रह की सतह के तापमान का एक प्रारंभिक मानचित्र प्रदान किया। परिणाम स्थायी रूप से पल्सर का सामना करने वाले पक्ष, जो अत्यधिक गर्म है, और अंधेरे पक्ष, जो काफी ठंडा है, के बीच भारी थर्मल अंतर का संकेत देते हैं, जिसमें भिन्नताएं हजारों डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकती हैं।

एक चरम ग्रह प्रणाली

PSR J2322-2650b प्रणाली सबसे प्रतिकूल वातावरणों में से एक का प्रतिनिधित्व करती है जिसमें कोई ग्रह कभी पाया गया है। पल्सर की परिक्रमा करने का अर्थ है उच्च-ऊर्जा विकिरण और आवेशित कणों की निरंतर बमबारी के अधीन होना, एक ऐसा वातावरण जो जीवन के लिए घातक होगा जैसा कि हम जानते हैं और जो सक्रिय रूप से ग्रह को ही नष्ट कर देता है। केवल 1.6 मिलियन किलोमीटर की कक्षा पृथ्वी और सूर्य (लगभग 150 मिलियन किलोमीटर) के बीच की दूरी का एक छोटा सा अंश है, जो ग्रह को एक वास्तविक ब्रह्मांडीय “कढ़ाई” में रखती है। कक्षीय गति इतनी अधिक है कि इस दुनिया में “वर्ष” खगोलीय दृष्टि से पलक झपकते ही आठ घंटे से भी कम समय तक चलता है। यह निकटता और इसके तारे की हिंसक प्रकृति गैस विशाल के अस्तित्व को एक वैज्ञानिक पहेली बनाती है, जो ग्रहों के अस्तित्व के लिए ज्ञात सीमाओं को चुनौती देती है और उन स्थितियों में भौतिकी का अध्ययन करने के लिए एक प्राकृतिक प्रयोगशाला की पेशकश करती है जिन्हें पृथ्वी पर दोहराया नहीं जा सकता है।

रहस्यमय पोस्ट-सुपरनोवा उत्पत्ति

PSR J2322-2650b का अस्तित्व इसके गठन के बारे में बुनियादी सवाल उठाता है। एक प्रमुख सिद्धांत से पता चलता है कि ग्रह पारंपरिक तरीके से गैस और धूल की एक डिस्क से बनी दुनिया नहीं है, बल्कि यह एक बहुत बड़े तारे का अवशेष कोर है जो पल्सर बनाने वाले सुपरनोवा विस्फोट से लगभग पूरी तरह से नष्ट हो गया था।

इस परिदृश्य में, मूल तारा एक बाइनरी सिस्टम का हिस्सा होगा। जब इसके अधिक विशाल साथी में विस्फोट हुआ, तो जीवित तारे की हाइड्रोजन और हीलियम की बाहरी परतें उड़ गईं, और पीछे केवल भारी तत्वों से समृद्ध एक घना कोर रह गया, जिसे हम आज एक ग्रह के रूप में देखते हैं। यह परिकल्पना असामान्य वायुमंडलीय संरचना की व्याख्या करेगी।

“ब्लैक विडो” प्रणाली क्या है?

पीएसआर जे2322-2650 जैसी प्रणालियों को अक्सर खगोलविदों द्वारा “ब्लैक विडोज़” उपनाम दिया जाता है। यह सादृश्य काली विधवा मकड़ी के व्यवहार से आता है, जो कभी-कभी संभोग के बाद नर को खा जाती है। ब्रह्मांडीय संदर्भ में, पल्सर, अपने विशाल गुरुत्वाकर्षण और विकिरण के साथ, धीरे-धीरे अपने ग्रह साथी को “खा” रहा है, इसका द्रव्यमान छीन रहा है और अंततः ब्रह्मांडीय समय के पैमाने पर इसके पूर्ण विघटन की ओर ले जा रहा है।

ऐतिहासिक रिकॉर्ड और पुष्टि

हालाँकि जेम्स वेब के अवलोकन हाल के हैं, लेकिन पल्सर पीएसआर जे2322-2650 की परिक्रमा करने वाली किसी वस्तु के अस्तित्व का पहला संकेत रेडियो दूरबीनों द्वारा एकत्र किए गए डेटा से 2011 में आया था। उस समय, खगोलविदों ने तारे के रेडियो स्पंदों के समय में छोटे बदलावों का पता लगाया, जिससे एक कक्षीय साथी की उपस्थिति का पता चला, लेकिन इसकी सटीक प्रकृति एक रहस्य बनी रही।

यह पुष्टि करने में कि साथी वास्तव में एक ग्रह था और इसके असाधारण भौतिक और वायुमंडलीय गुणों को प्रकट करने में दस साल से अधिक समय और एक नई अंतरिक्ष वेधशाला की शक्ति लग गई। पुष्टिकरण इस वस्तु को 6 हजार से अधिक ज्ञात एक्सोप्लैनेट्स में से एक के रूप में रखता है, लेकिन अपनी श्रेणी में अद्वितीय है, जो ब्रह्मांड में ग्रहों की विविधता की सूची का विस्तार करता है।