केप्लर-५१डी या नावाने ओळखल्या जाणाऱ्या एक्सप्लॅनेटमध्ये धुक्याचा अत्यंत जाड थर आहे, जो जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोपने केलेल्या अलीकडील निरीक्षणांमध्ये मुख्य अडथळा बनला आहे. पृथ्वीपासून अंदाजे 2,615 प्रकाश-वर्षे स्थित, सिग्नस नक्षत्रात, ग्रह सूर्यासारख्या ताऱ्याभोवती प्रदक्षिणा घालतो, अंदाजे 500 दशलक्ष वर्षे जुना आहे. धुक्याने वातावरणातील रासायनिक स्वाक्षर्या अवरोधित केल्या, शास्त्रज्ञांना विशिष्ट घटक ओळखण्यास आणि त्यांची असामान्य निर्मिती अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यापासून प्रतिबंधित केले.
पेनसिल्व्हेनिया स्टेट युनिव्हर्सिटीच्या संशोधकांनी या अभ्यासाचे नेतृत्व केले, ज्याने संक्रमणादरम्यान ग्रहाच्या वातावरणातून जाताना ताराप्रकाशाचे विश्लेषण केले. डेटाने NIRSpec-PRISM इन्स्ट्रुमेंटद्वारे कॅप्चर केलेले 0.6 ते 5.3 मायक्रॉनच्या तरंगलांबीमध्ये जवळजवळ कोणतीही भिन्न वैशिष्ट्ये नसलेले झुकलेले ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रम दाखवले. हा उतार उच्च उंचीवर एरोसोल कणांची उपस्थिती दर्शवितो, जे प्रकाश विखुरतात आणि कार्यक्षमतेने शोषतात.
Kepler-51d हा दुर्मिळ तारा प्रणालीचा भाग आहे ज्याचे ग्रह “सुपर-पफ्स” किंवा सुपर-ब्लोटेड म्हणून वर्गीकृत आहेत. हे जग शनि सारख्या वायू राक्षसांच्या तुलनेत आकाराचे प्रदर्शन करतात, परंतु अत्यंत कमी वस्तुमान असतात, परिणामी अत्यंत कमी घनता असते. Kepler-51d च्या बाबतीत, घनता सुमारे 0.038 g/cm³ पर्यंत पोहोचते, कापूस कँडीसारखीच, अंदाजे 9.32 पृथ्वी त्रिज्या आणि 5.6 पृथ्वीच्या वस्तुमानाची त्रिज्या असते.
धुक्याचा थर रासायनिक विश्लेषणास अडथळा आणतो
सापडलेल्या धुकेची जाडी पृथ्वीच्या त्रिज्याशी तुलना करता येणाऱ्या स्केलवर वाढू शकते, जी ग्रहांच्या वातावरणात पाहिल्या गेलेल्या प्रदीर्घ नोंदींपैकी एक आहे. सबमायक्रोमीटर कण, शक्यतो शनीच्या चंद्र टायटनवर सापडलेल्या थॉलिन्ससारखेच, 1 ते 100 मायक्रोबारमधील दाबाने थर बनवतात.
वायुमंडलीय पुनर्प्राप्ती मॉडेल आणि फॉरवर्ड सिम्युलेशन हायड्रोजन आणि हेलियमचे वर्चस्व असलेले कमी धातूचे वातावरण दर्शवतात. मिथेन, पाणी किंवा इतर यौगिकांमध्ये स्पष्ट शोषण नसल्यामुळे धुके एक अपारदर्शक पडदा म्हणून काम करते या गृहितकाला बळकटी देते.
शास्त्रज्ञांनी ग्रहाभोवती झुकलेल्या वलयांची उपस्थिती यासारख्या पर्यायांचा विचार केला आहे. तथापि, हे कॉन्फिगरेशन अल्पायुषी असेल, अंदाजे 0.1 दशलक्ष वर्षे असेल, ज्यामुळे वर्तमान निरीक्षणे स्पष्ट करण्याची शक्यता कमी होईल.
सुपर-फुललेल्या ग्रहाची अद्वितीय वैशिष्ट्ये
Kepler-51d सुमारे 130 दिवसांचा कालावधी आणि समतोल तापमान 350 K च्या जवळ असलेल्या ताऱ्याच्या तुलनेने जवळ परिभ्रमण करतो. थंड आणि दूरच्या प्रदेशात तयार होणाऱ्या सूर्यमालेतील गॅस दिग्गजांच्या विपरीत, या एक्सोप्लॅनेटचा एक लहान गाभा आहे ज्याभोवती विस्तृत आणि हलके वातावरण आहे.
कमी घनता ग्रहांच्या निर्मितीच्या पारंपारिक मॉडेलला आव्हान देते. गृहीतकांमध्ये हायड्रोजन आणि हेलियमचे प्रचंड लिफाफे समाविष्ट आहेत जे तरुण ग्रहांवर एकूण वस्तुमान किंवा वातावरणातील फुगवण्याच्या प्रक्रियेच्या 30% पेक्षा जास्त प्रतिनिधित्व करतात.
केप्लर-51 प्रणालीमध्ये दोन अन्य क्षणिक सुपर-पफ ग्रह आणि चौथा गैर-अस्थायी कमी-वस्तुमान ग्रह आहे, जो संक्रमण वेळेतील फरकांद्वारे ओळखला जातो. या गुरुत्वाकर्षणाच्या परस्परसंवादामुळे कक्षीय मोजमाप परिष्कृत करण्यात मदत झाली.
मागील निरीक्षणे आणि अभ्यासाची उत्क्रांती
हबल स्पेस टेलिस्कोपमधील डेटा, जवळच्या-अवरक्त तरंगलांबीवर गोळा केला गेला, आधीच धुकेची चिन्हे दर्शवितात, परंतु मर्यादित कव्हरेजसह. जेम्स वेबने स्पेक्ट्रल श्रेणीचा विस्तार केला, अपेक्षेपेक्षा अधिक विस्तृत आणि दाट थराच्या उपस्थितीची पुष्टी केली.
यजमान तारा, एक तरुण जी बटू, सूर्यापेक्षा जास्त तापमानाच्या डागांसह तारकीय क्रियाकलाप प्रदर्शित करतो. स्पॉट कव्हरेजचे अपूर्णांक 0.1% आणि 10% दरम्यान बदलू शकतात, जे गृहीत धरलेल्या पॅरामीटर्सवर अवलंबून असतात, परंतु स्पेक्ट्रममधील निरीक्षण केलेल्या उताराचे स्पष्टीकरण देत नाही.
रचना आणि निर्मितीबद्दल गृहीतके
धुक्याच्या रचनेत थॉलिन, काजळी किंवा सल्फर संयुगे समाविष्ट असू शकतात, ज्याचे कण आकार सबमायक्रोमीटरपासून काही मायक्रोमीटरपर्यंत असू शकतात. ppb स्तरांवर मिथेनचे अस्पष्ट शोध आतील भागातून शक्यतो सोडण्याची सूचना देते परंतु एकूण विपुलतेचे प्रतिनिधित्व करत नाही.
संशोधकांनी निदर्शनास आणून दिले की जेम्स वेबच्या MIRI सारख्या उपकरणांसह लांब तरंगलांबीवरील निरीक्षणे धुकेची व्याप्ती अधिक चांगल्या प्रकारे मॅप करू शकतात किंवा काल्पनिक रिंगमधील सामग्री शोधू शकतात. आजपर्यंत, सपाट स्पेक्ट्रमसाठी धुके हे प्रबळ स्पष्टीकरण राहिले आहे.
सध्याच्या सिद्धांतांना आव्हान देणारे अनेक कमी-घनतेचे ग्रह असलेले, ज्ञात असलेल्यांमध्ये केप्लर-51 प्रणालीचे वेगळेपण या अभ्यासाने बळकट केले आहे.