दोन सूर्य असलेला महाकाय ग्रह खगोलशास्त्रज्ञांनी पृथ्वीपासून ४४६ प्रकाशवर्षे दूर शोधला आहे

नॉर्थवेस्टर्न युनिव्हर्सिटी आणि एक्सीटर युनिव्हर्सिटीच्या संशोधकांचा समावेश असलेल्या खगोलशास्त्रज्ञांच्या आंतरराष्ट्रीय संघाने ताऱ्यांच्या जोडीभोवती फिरत असलेल्या गॅस जायंट एक्सोप्लॅनेटच्या ओळखीची पुष्टी केली आहे. या शोधाने विज्ञानकथेतील प्रतिमा तयार केल्या, स्टार वॉर्स गाथामधील टॅटूइन ग्रहाची आठवण करून देणारी, ज्याच्या आकाशात दोन सूर्य आहेत.

HD 143811 AB b म्हणून कॅटलॉग केलेला ग्रह आपल्या सूर्यमालेपासून अंदाजे 446 प्रकाश-वर्षांवर स्थित आहे. हा स्कॉर्पियस-सेंटॉरस स्टेलर असोसिएशनचा एक भाग आहे, जो पृथ्वीच्या तुलनेने जवळचा एक विस्तीर्ण तारा बनवणारा प्रदेश आहे, जो तरुण ग्रह प्रणालींच्या उत्क्रांतीच्या अभ्यासासाठी वारंवार लक्ष्य बनतो.

हा शोध विशेषतः महत्त्वपूर्ण आहे कारण तो परिभ्रमण एक्सोप्लॅनेटची थेट प्रतिमा दर्शवितो – जो दोन ताऱ्यांभोवती फिरतो – आजपर्यंत रेकॉर्ड केलेल्या तारकीय जोडीच्या सर्वात जवळ आहे. संग्रहित डेटाचे पुनर्विश्लेषण करून, नवीन निरीक्षणांसह एकत्रित करून, नवीन शोधांसाठी खगोलशास्त्रीय संग्रहणांची चालू असलेली संभाव्यता दर्शवून पुष्टीकरण शक्य झाले.

नव्याने सापडलेल्या गॅस जायंटची वैशिष्ट्ये

HD 143811 AB b हे आपल्या सौरमालेतील सर्वात मोठ्या ग्रह गुरूच्या अंदाजे सहापट वस्तुमान असलेले गॅस जायंट म्हणून वर्गीकृत केलेले प्रभावी प्रमाणांचे जग आहे. त्याचे तरुण, फक्त 13 दशलक्ष वर्षे जुने, त्याच्या शोधात एक महत्त्वपूर्ण घटक आहे. वैश्विक दृष्टीने, हे वय अलीकडचे मानले जाते, याचा अर्थ ग्रह त्याच्या निर्मिती प्रक्रियेदरम्यान निर्माण होणारी बरीच उष्णता अजूनही राखून ठेवतो. अवशिष्ट उष्णतेचे हे उत्सर्जन इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रममध्ये उजळ बनवते, थेट इमेजिंग तंत्र वापरून पाहणे सोपे करते. त्याच्या पृष्ठभागावरील तापमान अत्यंत उच्च आहे, अंदाजे अंदाजे 769 अंश सेल्सिअस आहे, एक अतीथील वातावरण आहे आणि आपल्या प्रणालीमध्ये आढळणाऱ्या कोणत्याही गोष्टीपेक्षा खूप वेगळे आहे. त्याचे उच्च वस्तुमान, उच्च तापमान आणि तारकीय किरणोत्सर्गाच्या दोन स्त्रोतांच्या समीपतेमुळे ते जटिल आणि गतिमान वातावरणात ग्रह तयार आणि विकसित होऊ शकतात अशा अत्यंत परिस्थितीचा अभ्यास करण्यासाठी एक नैसर्गिक प्रयोगशाळा बनवते.

प्रणालीचे जटिल परिभ्रमण नृत्य

HD 143811 AB b प्रणालीचे ऑर्बिटल डायनॅमिक्स हे गुरुत्वाकर्षणाच्या परस्परसंवादाचे एक आकर्षक उदाहरण आहे. हा महाकाय ग्रह त्याच्या दोन ताऱ्यांभोवती अंदाजे ३०० पृथ्वी वर्षांच्या कालावधीत एकच प्रदक्षिणा पूर्ण करतो. त्याची कक्षा विशाल आहे, ती तारकीय जोडीच्या वस्तुमान केंद्रापासून सुमारे 60 खगोलीय युनिट्स (AU) अंतरावर ठेवते, जे पृथ्वी आणि सूर्य यांच्यातील सरासरी अंतराच्या 60 पट आहे. इतके मोठे विभक्त असूनही, परिभ्रमण ग्रहासाठी ही सर्वात जवळची प्रतिमा आहे.

ग्रह आपला लांबचा प्रवास करत असताना, दोन यजमान तारे केवळ 18 दिवसांच्या कालावधीसह, एकमेकांभोवती खूप वेगाने फिरत, त्यांचे स्वतःचे कक्षीय नृत्य करतात. स्थिर कक्षेत दूरच्या ग्रहासह कॉम्पॅक्ट तारकीय जोडीचे हे कॉन्फिगरेशन बायनरी कॉन्फिगरेशनमध्ये ग्रह प्रणालींची निर्मिती आणि स्थिरता मॉडेलिंग करणाऱ्या वैज्ञानिकांसाठी मौल्यवान डेटा प्रदान करते, जे आमच्या आकाशगंगेमध्ये सामान्य आहेत.

शोध आणि पुष्टीकरण पद्धत

HD 143811 AB b चा शोध हा डेटा पुनरावलोकनाच्या सूक्ष्म कार्याचा परिणाम होता. संशोधन कार्यसंघांनी जेमिनी प्लॅनेट इमेजर (GPI) मधील फायलींचे विश्लेषण केले, जे 2016 आणि 2019 दरम्यान चिलीमध्ये असलेल्या जेमिनी साउथ टेलिस्कोपवर कार्यरत होते. GPI ची रचना खासकरून जवळपासच्या ताऱ्यांभोवती फिरणाऱ्या तरुण एक्सोप्लॅनेटद्वारे उत्सर्जित होणारा प्रकाश शोधण्यासाठी करण्यात आली होती.

दक्षिण गोलार्धातील GPI ऑपरेशन्स बंद झाल्यानंतर, शास्त्रज्ञांनी सुरुवातीच्या विश्लेषणात चुकलेल्या सिग्नल्सच्या शोधात डेटाच्या विशाल संग्रहाद्वारे एकत्रित करण्यासाठी स्वतःला समर्पित केले. बायनरी तारा प्रणालीजवळील प्रकाशाच्या एका अंधुक बिंदूने संशोधकांचे लक्ष वेधून घेतले.

वस्तु खरोखर एक ग्रह आहे आणि दूरच्या पार्श्वभूमीचा तारा नाही याची पुष्टी करण्यासाठी, खगोलशास्त्रज्ञांनी हवाई येथील डब्ल्यू.एम. केक वेधशाळेकडून अतिरिक्त निरीक्षणे वापरली. वेगवेगळ्या काळातील प्रतिमांची तुलना करून, ते हे सत्यापित करण्यास सक्षम होते की प्रकाशाचा बिंदू ताऱ्यांच्या जोडीसह एकत्र फिरतो, त्यांच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या संबंधाची पुष्टी करतो.

विशेष म्हणजे, डेटाच्या पुनर्विश्लेषणाच्या दृष्टीकोनाने दोन भिन्न संशोधन गटांना स्वतंत्रपणे समान निष्कर्षापर्यंत पोहोचण्याची परवानगी दिली, शोधाची वैधता मजबूत केली आणि खगोलशास्त्रीय डेटाचे जतन आणि पुनर्परीक्षण करण्याचे महत्त्व अधोरेखित केले.

बायनरी सिस्टममध्ये ग्रहांची दुर्मिळता

आजपर्यंत 6,000 हून अधिक एक्सोप्लॅनेट्सची पुष्टी झाली असली तरी, त्यापैकी फक्त एक छोटासा भाग बायनरी स्टार सिस्टममध्ये फिरताना आढळला आहे. परिभ्रमण ग्रह म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या या जगांचा शोध घेणे हे एक मोठे तांत्रिक आव्हान आहे. मुख्य अडचण यजमान ताऱ्यांच्या तीव्र तेजामध्ये आहे, जी कोणत्याही साथीदार ग्रहांद्वारे परावर्तित किंवा उत्सर्जित होणाऱ्या अंधुक प्रकाशाची छाया पडते.

या प्रकरणात वापरलेले डायरेक्ट इमेजिंग तंत्र सर्वात कठीण आहे, परंतु सर्वात फायदेशीर देखील आहे, कारण ते तुम्हाला ग्रहावरून थेट येणारे फोटॉन कॅप्चर करण्यास अनुमती देते. तथापि, हे मुख्यत्वे त्यांच्या ताऱ्यांपासून दूर कक्षेत असलेल्या राक्षस, तरुण ग्रहांसाठी प्रभावी आहे. या पद्धतीचा वापर करून मोजकेच परिभ्रमण ग्रह शोधण्यात आले आहेत.

या प्रणाली विज्ञानासाठी अत्यंत मौल्यवान आहेत, कारण ते तारकीय आणि ग्रहांच्या कक्षेचा एकाच वेळी अभ्यास करण्यास परवानगी देतात. तीन शरीरे (दोन तारे आणि ग्रह) यांच्यातील जटिल गुरुत्वाकर्षणाचा परस्परसंवाद कक्षीय गतिशीलता आणि ग्रह निर्मितीबद्दलच्या सिद्धांतांसाठी एक कठोर चाचणी आधार प्रदान करतो.

ग्रहांच्या निर्मितीबद्दल गृहीतके

HD 143811 AB b ची निर्मिती नेमकी कोणत्या प्रक्रियेमुळे झाली हा अजूनही तज्ञांमध्ये चर्चेचा विषय आहे. बायनरी सिस्टीममधील अशा विस्तृत कक्षामध्ये गॅस राक्षसांचे अस्तित्व स्पष्ट करण्याचा प्रयत्न करताना ग्रह निर्मितीच्या पारंपारिक सिद्धांतांना आव्हानांचा सामना करावा लागतो.

मुख्य गृहितकांपैकी एक म्हणजे गुरुत्वाकर्षण अस्थिरता, ज्यामध्ये मूलतः तरुण ताऱ्यांभोवती असलेली वायू आणि धूळ यांची डिस्क स्वतःच्या गुरुत्वाकर्षणातील अस्थिरतेमुळे खंडित होते, ज्यामुळे एक किंवा अधिक महाकाय ग्रह तुलनेने लवकर तयार होतात. आणखी एक शक्यता म्हणजे कोर ॲक्रिशन मॉडेल, जिथे खडकाळ गाभा प्रथम तयार होतो आणि नंतर एक विशाल वायू वातावरण जमा करतो, त्यानंतर डिस्क किंवा इतर शरीरांशी परस्परसंवादामुळे अधिक दूरच्या कक्षेत स्थलांतर होते.

व्हिज्युअलायझेशन आणि भविष्यातील अभ्यास

शोध स्पष्ट करण्यासाठी, संशोधकांनी वेळ-लॅप्स प्रतिमांचा एक क्रम तयार केला ज्यामध्ये अनेक वर्षांच्या निरीक्षणात तारकीय जोडीभोवती ग्रहाची परिभ्रमण हालचाल दिसून येते. हे व्हिज्युअल रेकॉर्ड केवळ ग्रहाच्या प्रक्षेपणाची पुष्टी करत नाही, तर त्याच्या कक्षाचे मापदंड देखील परिष्कृत करण्यात मदत करते.

HD 143811 AB b ची पुष्टी भविष्यातील निरीक्षणांसाठी मार्ग मोकळा करते. खगोलशास्त्रज्ञांनी प्रणालीची संपूर्ण कक्षा अधिक अचूकपणे मॅप करण्यासाठी निरीक्षण करणे सुरू ठेवण्याची योजना आखली आहे. Astronomy & Astrophysics या वैज्ञानिक जर्नलमध्ये प्रकाशित झालेला तपशीलवार अभ्यास, बहुविध तारा प्रणालींमधील लोकसंख्या आणि ग्रहांच्या वैशिष्ट्यांवरील भविष्यातील संशोधनासाठी आधार म्हणून काम करतो.

स्कॉर्पियस-सेंटॉरस असोसिएशनचे महत्त्व

स्कॉर्पियस-सेंटॉरस असोसिएशनमधील सिस्टमचे स्थान शोधासाठी महत्त्वाचे आहे. हा प्रदेश सूर्याच्या सर्वात जवळचा विशाल तारा तयार करणारा क्षेत्र आहे आणि त्यात हजारो तरुण तारे आहेत. या ताऱ्यांचे तुलनेने तरुण वय म्हणजे त्यांच्याभोवती फिरणारे कोणतेही ग्रह देखील तरुण असतील, अधिक उष्णता उत्सर्जित करतील आणि त्यांना थेट इमेजिंग शोधण्याचे सोपे लक्ष्य बनवेल.