2,000 కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో పల్సర్ చుట్టూ తిరుగుతున్న జేమ్స్ వెబ్ గుర్తించిన నిమ్మకాయ ఆకారపు ఎక్సోప్లానెట్

ఖగోళ శాస్త్ర ఆవిష్కరణ విశ్వంలోని ప్రపంచాల వైవిధ్యం గురించిన అవగాహనను పునర్నిర్వచించింది. జేమ్స్ వెబ్ స్పేస్ టెలిస్కోప్ యొక్క పరారుణ పరిశీలన సామర్థ్యాలను ఉపయోగించి, అంతర్జాతీయ శాస్త్రవేత్తల బృందం ఒక విచిత్రమైన లక్షణంతో ఒక ఎక్సోప్లానెట్ యొక్క అపూర్వమైన వివరాలను పొందింది: దాని ఆకారం నిమ్మకాయను పోలి ఉంటుంది. PSR J2322-2650bగా జాబితా చేయబడిన ఆబ్జెక్ట్, ఇప్పటివరకు గమనించిన అత్యంత తీవ్రమైన వాతావరణంలో పల్సర్ అని పిలువబడే వేగంగా తిరిగే న్యూట్రాన్ నక్షత్రం చుట్టూ తిరుగుతుంది.

భూమి నుండి 2,000 కాంతి సంవత్సరాల కంటే ఎక్కువ దూరంలో ఉన్న ఈ గ్యాస్ జెయింట్ బృహస్పతితో పోల్చదగిన ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంది, అయితే దాని ఉనికి గ్రహాల నిర్మాణం యొక్క సాంప్రదాయ నమూనాలను సవాలు చేస్తుంది. దాని అతిధేయ నక్షత్రానికి సామీప్యత చాలా తీవ్రంగా ఉంది, గ్రహం కేవలం 7.8 గంటల్లో కక్ష్యను పూర్తి చేస్తుంది, అధిక గురుత్వాకర్షణ శక్తులు మరియు రేడియేషన్‌కు లోబడి ఉంటుంది. ఈ పరస్పర చర్య దాని పొడుగుచేసిన దీర్ఘవృత్తాకార ఆకృతికి ప్రత్యక్ష కారణం.

కొత్త పరిశీలనలు గ్రహం యొక్క వక్రీకరించిన ఆకారాన్ని ధృవీకరించడమే కాకుండా, దాని వాతావరణం యొక్క ప్రత్యేక కూర్పును కూడా బహిర్గతం చేసింది, ప్రధానంగా హీలియం మరియు కార్బన్‌తో రూపొందించబడింది. హైడ్రోజన్ వంటి గ్యాస్ జెయింట్‌లలో ఎక్కువగా కనిపించే మూలకాలు లేకపోవడం సంక్లిష్టమైన మరియు హింసాత్మక పరిణామ చరిత్రను సూచిస్తుంది, బహుశా అది కక్ష్యలో ఉన్న పల్సర్‌కు దారితీసిన సూపర్నోవా పేలుడుతో ముడిపడి ఉండవచ్చు.

గురుత్వాకర్షణ ద్వారా వక్రీకరించబడిన ఆకారం

PSR J2322-2650b యొక్క అసాధారణ ఆకృతి పల్సర్ ప్రయోగించే విపరీతమైన అలల శక్తుల యొక్క ప్రత్యక్ష ఫలితం. గ్రహం దాని నక్షత్రానికి చాలా దగ్గరగా ఉంది, సమీప వైపున ఉన్న గురుత్వాకర్షణ శక్తి చాలా వైపు కంటే బలంగా ఉంటుంది. శక్తిలో ఈ వ్యత్యాసం గ్రహాన్ని విస్తరించి, దాని భూమధ్యరేఖ వ్యాసం దాని ధ్రువ వ్యాసం కంటే సుమారు 38% పెద్దదిగా చేస్తుంది, ఇది రగ్బీ బాల్ లేదా నిమ్మకాయ రూపాన్ని ఇస్తుంది. ఈ దృగ్విషయం ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు “టైడల్ డిఫార్మేషన్” అని పిలిచే దృశ్యమాన ప్రదర్శన, ఇది చాలా అరుదుగా గమనించబడింది.

ఈ కక్ష్య సామీప్యత, దాదాపు 1.6 మిలియన్ కిలోమీటర్లు, ఎక్సోప్లానెట్‌ను దాని నక్షత్రం యొక్క రోచె పరిమితిలో ఉంచుతుంది, ఒక ఖగోళ శరీరం మరొకదాని గురుత్వాకర్షణ పుల్ కింద విచ్ఛిన్నమయ్యే దూరం. అయినప్పటికీ, గ్యాస్ జెయింట్ యొక్క అంతర్గత సంయోగం అది నిరంతరం ద్రవ్యరాశిని కోల్పోతున్నప్పటికీ, దానిని చెక్కుచెదరకుండా ఉంచుతుంది. దాని వాతావరణం నుండి పదార్థం నిరంతరం తీసివేయబడుతుంది మరియు పల్సర్ వైపుకు పంపబడుతుంది, ఇది న్యూట్రాన్ నక్షత్రానికి శక్తినిచ్చే పదార్థం యొక్క ప్రవాహాన్ని సృష్టిస్తుంది మరియు వ్యవస్థ యొక్క సంక్లిష్టతకు దోహదపడుతుంది, ఇది పరిణామం చెందుతున్న “నల్ల వితంతువు”గా వర్గీకరించబడింది, ఇక్కడ భారీ నక్షత్రం నెమ్మదిగా దాని సహచరుడిని వినియోగిస్తుంది.

ప్రత్యేకమైన కార్బన్-రిచ్ వాతావరణం

జేమ్స్ వెబ్‌చే నిర్వహించబడిన స్పెక్ట్రోస్కోపిక్ విశ్లేషణ PSR J2322-2650b గురించి అతిపెద్ద ఆశ్చర్యకరమైన వాటిలో ఒకటి: దాని వాతావరణ కూర్పు. డేటా హైడ్రోజన్ లేని వాతావరణాన్ని వెల్లడించింది కానీ హీలియం మరియు ముఖ్యంగా పరమాణు కార్బన్‌తో సమృద్ధిగా ఉంది. ఈ కూర్పు ఇప్పటి వరకు తెలిసిన ఏ ఇతర గ్యాస్ దిగ్గజం కంటే పూర్తిగా భిన్నంగా ఉంటుంది.

విశ్వంలో అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్న మూలకం హైడ్రోజన్ లేకపోవడం, మిలియన్ల సంవత్సరాలలో పల్సర్ యొక్క తీవ్రమైన రేడియేషన్ మరియు నక్షత్ర గాలుల ద్వారా గ్రహం యొక్క అసలు బయటి పొరలు తొలగించబడిందని సూచిస్తున్నాయి. మిగిలి ఉన్నది దట్టమైన కోర్ మరియు ఇంటర్మీడియట్ పొరలు, ఇక్కడ కార్బన్ వంటి భారీ మూలకాలు ఏర్పడతాయి మరియు ఏకాగ్రత చెందుతాయి.

కార్బన్ యొక్క ముఖ్యమైన ఉనికి అనేక ఆకర్షణీయమైన అవకాశాలను తెరుస్తుంది. గ్రహం లోపల అపారమైన ఒత్తిళ్లు మరియు ఉష్ణోగ్రతల కింద, కార్బన్ స్ఫటికీకరించడం సిద్ధాంతపరంగా సాధ్యమవుతుంది, ఈ అన్యదేశ ప్రపంచం యొక్క ప్రధాన భాగంలో పెద్ద మొత్తంలో వజ్రాలు ఉండవచ్చనే పరికల్పనను పెంచింది, ఈ దృశ్యం పల్సర్ల చుట్టూ ఉన్న గ్రహ వ్యవస్థల యొక్క విపరీతమైన మరియు ఆశ్చర్యకరమైన స్వభావాన్ని వివరిస్తుంది.

జేమ్స్ వెబ్ టెలిస్కోప్ యొక్క ఖచ్చితత్వం

PSR J2322-2650b యొక్క వివరణాత్మక పరిశీలన జేమ్స్ వెబ్ స్పేస్ టెలిస్కోప్ యొక్క సున్నితత్వం మరియు అధునాతన సాధనాల వల్ల మాత్రమే సాధ్యమైంది. గ్రహం దాని అత్యంత వేగవంతమైన కక్ష్యను పూర్తి చేయడంతో టెలిస్కోప్ వ్యవస్థ యొక్క పరారుణ ప్రకాశంలో చిన్న వైవిధ్యాలను పర్యవేక్షించింది. ఈ కాంతి వైవిధ్యాలు శాస్త్రవేత్తలు గ్రహం యొక్క త్రిమితీయ ఆకారాన్ని ఖచ్చితంగా రూపొందించడానికి అనుమతించాయి.

గ్రహం యొక్క వాతావరణం గుండా వెళ్ళిన కాంతిని విశ్లేషించడం ద్వారా, ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు దాని రసాయన కూర్పును గుర్తించగలిగారు. ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రమ్‌లో పనిచేసే వెబ్ యొక్క సామర్థ్యం చాలా కీలకమైనది, ఎందుకంటే ఇది పల్సర్ ద్వారా విడుదలయ్యే తీవ్రమైన అధిక-శక్తి రేడియేషన్ (గామా కిరణాలు మరియు ఎక్స్-కిరణాలు) నుండి గ్రహం యొక్క బలహీనమైన ఉష్ణ ఉద్గారాలను వేరుచేయడానికి అనుమతించింది, ఇది ఇతర తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద పనిచేసే టెలిస్కోప్‌లను అధిగమిస్తుంది.

పల్సర్ చుట్టూ తిరుగుతున్న ఒక గ్రహంపై వివరణాత్మక వాతావరణ విశ్లేషణ చేయడం ఇదే మొదటిసారి. ఎక్సోప్లానెట్ ఆకారాన్ని ఊహించడానికి కక్ష్య కాంతి వక్రరేఖను పరిశీలించే సాంకేతికత సుదూర ప్రపంచాల లక్షణంలో ఒక మైలురాయిని సూచిస్తుంది, ఇది విపరీతమైన ఖగోళ భౌతిక వాతావరణాలలో వస్తువులను అధ్యయనం చేసే కొత్త సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది.

బహుళ కక్ష్యలలో సేకరించిన డేటా గ్రహం యొక్క ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత యొక్క మూలాధార పటాన్ని అందించింది. ఫలితాలు పల్సర్‌కి శాశ్వతంగా ఎదురుగా ఉన్న వైపు, సూపర్ హీట్ చేయబడిన మరియు డార్క్ సైడ్, వేల డిగ్రీల సెల్సియస్‌కు చేరుకోగల వైవిధ్యాలతో గణనీయంగా చల్లగా ఉండే వైపు మధ్య తీవ్రమైన ఉష్ణ వ్యత్యాసాన్ని సూచిస్తున్నాయి.

ఒక తీవ్రమైన గ్రహ వ్యవస్థ

PSR J2322-2650b వ్యవస్థ గ్రహం కనుగొనబడిన అత్యంత ప్రతికూల వాతావరణాలలో ఒకటి. పల్సర్‌ను కక్ష్యలో ఉంచడం అంటే అధిక-శక్తి రేడియేషన్ మరియు చార్జ్డ్ రేణువుల యొక్క స్థిరమైన బాంబు దాడికి లోబడి ఉండటం, మనకు తెలిసినట్లుగా జీవానికి ప్రాణాంతకం మరియు గ్రహాన్ని చురుకుగా నాశనం చేసే వాతావరణం. కేవలం 1.6 మిలియన్ కిలోమీటర్ల కక్ష్య భూమి మరియు సూర్యుని మధ్య దూరం (సుమారు 150 మిలియన్ కిలోమీటర్లు)లో ఒక చిన్న భాగం, ఇది గ్రహాన్ని నిజమైన కాస్మిక్ “జ్యోతి”లో ఉంచుతుంది. కక్ష్య వేగం చాలా ఎక్కువగా ఉంది, ఈ ప్రపంచంలో “సంవత్సరం” ఎనిమిది గంటల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, ఖగోళ పరంగా ఒక రెప్పపాటు. ఈ సామీప్యత మరియు దాని నక్షత్రం యొక్క హింసాత్మక స్వభావం గ్యాస్ జెయింట్ యొక్క మనుగడను ఒక శాస్త్రీయ పజిల్‌గా మారుస్తుంది, గ్రహాల ఉనికికి తెలిసిన పరిమితులను ధిక్కరిస్తుంది మరియు భూమిపై ప్రతిరూపం చేయలేని పరిస్థితులలో భౌతిక శాస్త్రాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి ఒక సహజ ప్రయోగశాలను అందిస్తుంది.

మిస్టీరియస్ పోస్ట్-సూపర్నోవా మూలాలు

PSR J2322-2650b ఉనికి దాని నిర్మాణం గురించి ప్రాథమిక ప్రశ్నలను లేవనెత్తుతుంది. ఒక ప్రముఖ సిద్ధాంతం ప్రకారం, గ్రహం అనేది గ్యాస్ మరియు ధూళి యొక్క డిస్క్ నుండి సాంప్రదాయ పద్ధతిలో ఏర్పడిన ప్రపంచం కాదు, కానీ పల్సర్‌ను సృష్టించిన సూపర్నోవా పేలుడు ద్వారా దాదాపు పూర్తిగా నాశనం చేయబడిన చాలా పెద్ద నక్షత్రం యొక్క అవశేషాల కోర్.

ఈ దృష్టాంతంలో, అసలు నక్షత్రం బైనరీ సిస్టమ్‌లో భాగం అవుతుంది. దాని మరింత భారీ సహచరుడు పేలినప్పుడు, జీవించి ఉన్న నక్షత్రం హైడ్రోజన్ మరియు హీలియం యొక్క బయటి పొరలను తీసివేసి, భారీ మూలకాలతో సమృద్ధిగా ఉన్న ఒక దట్టమైన కోర్ని మాత్రమే వదిలివేసింది, ఈ రోజు మనం ఒక గ్రహంగా చూస్తాము. ఈ పరికల్పన అసాధారణ వాతావరణ కూర్పును వివరిస్తుంది.

“నల్ల వితంతువు” వ్యవస్థ అంటే ఏమిటి

PSR J2322-2650 వంటి వ్యవస్థలను ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు తరచుగా “నల్ల వితంతువులు” అని పిలుస్తారు. సారూప్యత నల్ల వితంతువు సాలీడు యొక్క ప్రవర్తన నుండి వచ్చింది, ఇది కొన్నిసార్లు సంభోగం తర్వాత మగవారిని తినేస్తుంది. విశ్వ సందర్భంలో, పల్సర్, దాని అపారమైన గురుత్వాకర్షణ మరియు రేడియేషన్‌తో, నెమ్మదిగా దాని గ్రహ సహచరుడిని “తింటుంది”, దాని ద్రవ్యరాశిని తీసివేస్తుంది మరియు చివరికి విశ్వ సమయ ప్రమాణాలపై దాని పూర్తి విచ్ఛిన్నానికి దారి తీస్తుంది.

చారిత్రక రికార్డు మరియు నిర్ధారణ

జేమ్స్ వెబ్ పరిశీలనలు ఇటీవలివి అయినప్పటికీ, పల్సర్ PSR J2322-2650 చుట్టూ తిరుగుతున్న వస్తువు ఉనికికి సంబంధించిన మొదటి సూచన రేడియో టెలిస్కోప్‌ల ద్వారా సేకరించిన డేటా నుండి 2011లో వచ్చింది. ఆ సమయంలో, ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు నక్షత్రం యొక్క రేడియో పల్స్‌ల సమయంలో చిన్న వ్యత్యాసాలను గుర్తించారు, ఇది కక్ష్య సహచరుడి ఉనికిని సూచిస్తుంది, అయితే దాని ఖచ్చితమైన స్వభావం ఒక రహస్యంగా మిగిలిపోయింది.

సహచరుడు వాస్తవానికి ఒక గ్రహమని నిర్ధారించడానికి మరియు దాని అసాధారణ భౌతిక మరియు వాతావరణ లక్షణాలను బహిర్గతం చేయడానికి పది సంవత్సరాల కంటే ఎక్కువ సమయం పట్టింది మరియు కొత్త అంతరిక్ష అబ్జర్వేటరీ యొక్క శక్తి. నిర్ధారణ ఈ వస్తువును 6 వేల కంటే ఎక్కువ తెలిసిన ఎక్సోప్లానెట్‌లలో ఒకటిగా ఉంచుతుంది, కానీ దాని వర్గంలో ప్రత్యేకమైనది, విశ్వంలోని గ్రహాల వైవిధ్యం యొక్క జాబితాను విస్తరిస్తుంది.