जेम्स वेब टेलिस्कोपने प्रोटोस्टार EC 53 मध्ये क्रिस्टलीय सिलिकेट्सची निर्मिती आणि उत्सर्जन शोधले

नासाच्या जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोपने प्रोटोप्लॅनेटरी डिस्कमध्ये क्रिस्टलीय सिलिकेट्सच्या निर्मितीबद्दल निर्णायक पुरावे मिळवले आहेत. एमआयआरआय इन्स्ट्रुमेंटच्या निरीक्षणाने हे क्रिस्टल्स पृथ्वीपासून सुमारे 1,300 प्रकाशवर्षे अंतरावर असलेल्या सर्पन्स नेब्युलामध्ये असलेल्या प्रोटोस्टार EC 53 च्या आसपासच्या उष्ण आतील भागात ओळखले. ताऱ्याच्या क्रियाकलापांच्या टप्प्याटप्प्याने गोळा केलेला डेटा, असे दर्शवितो की डिस्कच्या थंड किनार्यांपर्यंत सामग्रीचा शक्तिशाली प्रवाह होतो.

या शोधामुळे सूर्यमालेतील धूमकेतूंमध्ये क्रिस्टलीय सिलिकेट्सच्या अस्तित्वाविषयीचे जुने कोडे सोडवले जाते, जे क्विपर बेल्ट आणि ऊर्ट क्लाउड सारख्या अल्ट्राकोल्ड प्रदेशात राहतात. क्रिस्टल्सना निर्माण होण्यासाठी उच्च तापमानाची आवश्यकता असते, 900 K पेक्षा जास्त, जे बाह्य भागात होत नाही. वेबच्या निरीक्षणावरून असे दिसून येते की ही प्रक्रिया डिस्कच्या आतील भागात घडते, प्रौढ प्रणालींमध्ये सूर्य आणि पृथ्वीमधील अंतराच्या बरोबरीने.

प्रोटोस्टार EC 53 दर 18 महिन्यांनी वाढ होण्याच्या अंदाजे चक्रातून जातो, सुमारे 100 दिवस टिकतो. या कालावधीत, तारा वेगाने वायू आणि धूळ वापरतो, जेट्स आणि वारे निर्माण करतो जे नवीन तयार झालेल्या सिलिकेट्स बाहेर टाकतात. हे डायनॅमिक स्फटिकांना दूरच्या प्रदेशात पोहोचण्यास अनुमती देते, जिथे ते धूमकेतूसारख्या बर्फाळ शरीरात स्वतःला सामावून घेऊ शकतात.

MIRI साधनासह तपशीलवार निरीक्षणे

जेम्स वेबच्या मिड-इन्फ्रारेड इन्स्ट्रुमेंटने (MIRI) प्रोटोस्टार EC 53 चा तपशीलवार द्वि-चरण स्पेक्ट्रा कॅप्चर केला. या डेटाने ताऱ्याजवळील धूलिकणांमध्ये फोर्स्टेराइट आणि एन्स्टाटाइट सारख्या खनिजांची विशिष्ट उपस्थिती उघड केली. विश्लेषण मॅप केलेले बदल शांत कालावधीत आणि सक्रिय स्फोट दरम्यान.

स्पेक्ट्राने सूचित केले आहे की स्फटिकासारखे सिलिकेट डिस्कच्या आतल्या झोनमध्येच तयार होतात. या प्रदेशात उगम पावणारे जोरदार वारे, लहान कणांसाठी एक कार्यक्षम वाहतूक यंत्रणा म्हणून काम करतात.

प्रोटोस्टार EC 53 चे क्रियाकलाप चक्र

EC 53 प्रोटोस्टारमध्ये आंतरराष्ट्रीय संघांनी अनेक दशकांपासून अभ्यास केलेले नियमित उद्रेक आहेत. प्रत्येक चक्र अंदाजे 100 दिवस टिकते आणि 18 महिन्यांच्या अंतराने होते. या टप्प्यात, उच्च-वेगवान ध्रुवीय जेट्समध्ये वाढ वेग वाढवते आणि सामग्री बाहेर काढते.

डिस्कच्या आतील भागातून येणारे हळु वाहणारे प्रवाह नव्याने तयार झालेले स्फटिकासारखे सिलिकेट्स घेऊन जातात. हे इजेक्शन क्रिस्टल्सला थंड टोकाकडे निर्देशित करते, जेथे परिस्थिती भविष्यात धूमकेतू तयार करण्यास परवानगी देते.

सिलिकेटचे प्रकार ओळखले

वेबच्या निरीक्षणाने पृथ्वीवरील क्रिस्टलीय सिलिकेटमधील सामान्य खनिजांची पुष्टी केली. मुख्य समाविष्ट आहेत:

• फोर्स्टेराइट, एक मॅग्नेशियम समृद्ध सिलिकेट बहुतेक वेळा स्थलीय खडकांमध्ये आढळते.
• एन्स्टेटाइट, उल्कापिंड आणि ग्रहांच्या कवचांमध्ये असलेले आणखी एक सिलिकेट खनिज.
• वाळूच्या कणांपेक्षा लहान कण, उच्च तापमानात तयार होतात.

हे संयुगे खडकाळ ग्रहांसाठी मूलभूत घटकांचे प्रतिनिधित्व करतात. EC 53 मध्ये त्याचा शोध तरुण डिस्क्समधील ग्रहांच्या निर्मितीच्या मॉडेलला मजबूत करतो.

डिस्क वाहतूक यंत्रणा

डेटावर आधारित चित्रे EC 53 च्या प्रोटोप्लॅनेटरी डिस्कचा अर्धा भाग दर्शवतात. नियतकालिक उद्रेक गरम मध्य प्रदेशात क्रिस्टलीय सिलिकेट तयार करतात. वारा आणि जेट कण वरच्या दिशेने आणि बाहेरच्या दिशेने निर्देशित करतात.

क्रिस्टल्स एका वैश्विक महामार्गाप्रमाणे बर्फाळ किनार्यांपर्यंत प्रवास करतात. तेथे, ते खडकाळ आणि बर्फाळ शरीरात तयार केले जाऊ शकतात. ही प्रक्रिया सूर्यमालेतील पृथ्वीच्या कक्षेशी तुलना करता येईल अशा प्रमाणात होते.

MIRI निरीक्षणांमध्ये ध्रुवीय जेट अरुंद आणि वेगवान दिसतात. तारेच्या खाद्य क्षेत्रातून विस्तीर्ण, मंद बहिर्वाह निघतात.

सर्पन्स नेब्युलामधील संदर्भ

सर्पन्स नेबुला हे हजारो सक्रियपणे तयार होणारे प्रोटोस्टारचे घर आहे. EC 53 हे वायू आणि धूळ समृद्ध वातावरणास एकत्रित करते. हा प्रदेश पृथ्वीपासून 1,300 प्रकाशवर्षे आहे आणि ताऱ्यांच्या जन्माच्या अभ्यासासाठी नैसर्गिक प्रयोगशाळा म्हणून काम करतो.

EC 53 डिस्क आणखी सुमारे 100,000 वर्षे अपारदर्शक सामग्रीमध्ये बंद राहते. धूळ कण आणि दगड यांच्यातील टक्कर लाखो वर्षांमध्ये मोठे शरीर तयार करतात.

निरीक्षणांमध्ये वापरलेली उपकरणे

नियर-इन्फ्रारेड कॅमेरा (NIRCam) ने 2024 मध्ये EC 53 च्या प्रारंभिक प्रतिमा कॅप्चर केल्या. या दृश्यांनी विखुरलेले वारे आणि डिस्कमधून परावर्तित होणारा प्रकाश हायलाइट केला. कोन असलेला पांढरा अर्धा चंद्र प्रतिमेतील बहिर्वाहांचा संच दर्शवतो.

MIRI ने रासायनिक रचना ओळखण्यासाठी मिड-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रा प्रदान केला. यंत्रांच्या संयोजनामुळे स्फोट होण्यापूर्वी आणि दरम्यान सिलिकेटची अचूक स्थिती मॅप करणे शक्य झाले.

आंतरराष्ट्रीय संघ आणि प्रकाशन

सोल नॅशनल युनिव्हर्सिटीच्या जेओंग-युन ली यांच्या नेतृत्वाखालील संशोधकांनी डेटाचे विश्लेषण केले. सह-लेखकांमध्ये कॅनडाच्या नॅशनल रिसर्च कौन्सिलचे डग जॉनस्टोन आणि स्पेस टेलिस्कोप सायन्स इन्स्टिट्यूटचे जोएल ग्रीन यांचा समावेश आहे. नेचर जर्नलमध्ये हा अभ्यास प्रकाशित झाला आहे.

टीमने स्पेसमधील विशिष्ट खनिजे प्रकट करण्याची वेबची क्षमता हायलाइट केली. हे निष्कर्ष तरुण प्रणालींमधील प्रक्रियांना सध्याच्या सूर्यमालेच्या रचनेशी जोडतात.

प्रणालीची भविष्यातील उत्क्रांती

EC 53 ची डिस्क लाखो वर्षांपासून सतत टक्कर देऊन विकसित होईल. लहान धान्ये खडक आणि स्थलीय ग्रह किंवा वायू राक्षसांमध्ये एकत्रित होतात. उर्वरित साहित्य हळूहळू केंद्राचे दृश्य साफ करते.

सूर्यासारखा तारा प्रौढ ग्रह प्रणालीच्या केंद्रस्थानी राहील. स्फटिकासारखे सिलिकेट परिधीय धूमकेतूंसह संपूर्ण वातावरणात वितरीत केले जातात.