சர்வதேச வானியலாளர்கள் குழு ஒன்று நமது சூரிய மண்டலத்திற்கு வெளியே அமைந்துள்ள ஒரு வானத்தின் மீது முன்னோடியில்லாத வளிமண்டல மற்றும் மேற்பரப்பு அம்சங்களை அடையாளம் கண்டுள்ளது. சமீபத்திய அவதானிப்புகள் தீவிரமான சூழலை சுட்டிக்காட்டுகின்றன, செயலில் எரிமலை மற்றும் வெப்பநிலைகளால் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது, இது அறியப்பட்ட எந்த உயிரினமும் இருப்பதை சாத்தியமற்றது. ஆய்வின் இலக்கு L 98-59 d என பெயரிடப்பட்ட எக்ஸோப்ளானெட் ஆகும், இது வோலன்ஸ் விண்மீன் தொகுப்பில் ஒரு சிவப்பு குள்ள நட்சத்திரத்தை சுற்றி வருகிறது.
மிகத் துல்லியமான கருவிகளால் கைப்பற்றப்பட்ட தரவு, இந்த கிரகத்தின் மேற்பரப்பு முற்றிலும் உருகி, மாக்மாவின் பரந்த மற்றும் ஆழமான பெருங்கடலை உருவாக்குகிறது. வெப்ப அளவீடுகள் கிரகத்தின் நாள் பக்கத்தில் வெப்பநிலை 1,500 டிகிரி செல்சியஸ் குறியைத் தாண்டியதைக் குறிக்கிறது. தீவிர வெப்பத்தின் இந்த நிலை, மேற்பரப்பு மேன்டில் திடப்படுத்துவதைத் தடுக்கிறது, இது ஒரு மாறும் மற்றும் தொடர்ச்சியான புவியியல் சூழலை உருவாக்குகிறது.
விரிவான ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபிக் பகுப்பாய்வு விஞ்ஞானிகள் உள்ளூர் நிலைமைகளை துல்லியமாக விவரிப்பதற்கு அனுமதித்தது. மிகவும் பொருத்தமான கண்டுபிடிப்புகளில், கிரக அமைப்பு பற்றிய பின்வரும் புள்ளிகள் தனித்து நிற்கின்றன:
– பூமியிலிருந்து அமைப்பின் சரியான தூரம் 35 ஒளி ஆண்டுகள் ஆகும், இது வானியல் அடிப்படையில் ஒப்பீட்டளவில் நெருக்கமான அண்ட அண்டை நாடாக அமைகிறது.
– புரவலன் நட்சத்திரம் ஒரு சிவப்பு குள்ள, சூரியனை விட சிறிய மற்றும் குளிர்ச்சியான ஒரு நட்சத்திர வகை, ஆனால் அதன் உயர் காந்த செயல்பாட்டிற்கு பெயர் பெற்றது.
– கிரகத்தின் வளிமண்டலம் அடர்த்தியானது மற்றும் முதன்மையாக கனமான தனிமங்களால் ஆனது, ஆதிகால ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியம் கிட்டத்தட்ட மொத்தமாக இல்லாதது.
அடர்த்தி ஒழுங்கின்மை மற்றும் கட்டமைப்பு அமைப்பு
L 98-59 d இன் இயற்பியல் அளவீடுகள் கிரக உருவாக்கம் மாதிரிகளுக்கு ஒரு புதிரான சூழ்நிலையை முன்வைக்கின்றன. எக்ஸோப்ளானெட் பூமியை விட தோராயமாக 1.6 மடங்கு பெரிய ஆரம் கொண்டது, இது ஆரம்பத்தில் அதை சூப்பர் எர்த் பிரிவில் வகைப்படுத்தும். இருப்பினும், அதன் நிறை இந்த விகிதத்தை நேர்கோட்டில் பின்பற்றுவதில்லை, இதன் விளைவாக சராசரி அடர்த்தி ஒரு கன சென்டிமீட்டருக்கு வெறும் 2.2 கிராம் என கணக்கிடப்படுகிறது.
ஒரு பாறைக் கிரகத்திற்கான இந்த வழக்கத்திற்கு மாறாக குறைந்த அடர்த்தியானது அதன் கன அளவின் குறிப்பிடத்தக்க பகுதியானது ஆவியாகும் பொருட்களின் உறையால் ஆனது என்பதைக் குறிக்கிறது. ஒரு தூய இரும்பு கோர் மற்றும் சிலிக்கேட் மேன்டில் மூலம் உள் கட்டமைப்பை விளக்க முடியாது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் தீர்மானித்தனர். தடிமனான வளிமண்டலம் மற்றும் வெப்பமாக விரிவாக்கப்பட்ட மாக்மா கடல் ஆகியவை வான உடலின் மொத்த நிறை தொடர்பாக கவனிக்கப்பட்ட தொகுதிக்கு மிகவும் ஒத்திசைவான உடல் விளக்கமாகும்.
அலை வெப்பமாக்கல் பொறிமுறை
தீவிர வெப்ப உருகும் L 98-59 d இன் மேற்பரப்பின் முதன்மை ஆதாரம் அதன் புரவலன் நட்சத்திரத்திலிருந்து வரும் கதிர்வீச்சிலிருந்து மட்டும் வரவில்லை. கிரகத்தின் சுற்றுப்பாதை சிவப்பு குள்ளனுக்கு மிக அருகில் உள்ளது, இதன் விளைவாக தீவிர ஈர்ப்பு தொடர்பு ஏற்படுகிறது. இந்த அருகாமையானது அதன் சுற்றுப்பாதை பாதையில் பயணிக்கும்போது கிரகத்தின் கட்டமைப்பை உடல் ரீதியாக சிதைக்கும் மிகப்பெரிய அலை சக்திகளை உருவாக்குகிறது.
நட்சத்திர ஈர்ப்புக்கு கூடுதலாக, L 98-59 d அதே அமைப்பில் உள்ள மற்ற கிரகங்களுடன் ஒரு சுற்றுப்பாதை அதிர்வு கட்டமைப்பில் உள்ளது. இந்த சிக்கலான ஈர்ப்பு நடனம் கிரகத்தின் சுற்றுப்பாதையை முழுமையாக வட்டமாக மாற்றுவதைத் தடுக்கிறது. தொடர்ச்சியான சுற்றுப்பாதை விசித்திரமானது கிரகத்தின் உட்புறத்தை மீண்டும் மீண்டும் சுருங்கி விரிவடையச் செய்கிறது, இது மிகப்பெரிய உள் உராய்வை உருவாக்குகிறது.
வானியற்பியலில் டைடல் ஹீட்டிங் என அழைக்கப்படும் இந்த இயந்திர செயல்முறை, வியாழனின் சந்திரன் அயோ மீது தீவிர எரிமலையை ஏற்படுத்தும் அதே நிகழ்வாகும். L 98-59 d ஐப் பொறுத்தவரை, வெப்பத்தின் அளவு என்பது பெரிய அளவிலான ஆர்டர்கள் ஆகும், இது உலக அளவில் பாறையை ஒரு திரவ நிலையில் வைத்திருக்க தேவையான வெப்ப ஆற்றலை வழங்குகிறது மற்றும் தடையற்ற எரிமலைக்கு எரிபொருள் அளிக்கிறது.
கந்தக வளிமண்டலத்தின் வேதியியல் கையொப்பங்கள்
L 98-59 d இன் வளிமண்டலத்தைக் கவனிப்பதற்கு டிரான்ஸ்மிஷன் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி நுட்பத்தைப் பயன்படுத்த வேண்டும். கிரகம் அதன் நட்சத்திரத்திற்கு முன்னால் செல்லும்போது, நட்சத்திர ஒளியின் ஒரு சிறிய பகுதி பூமியின் தொலைநோக்கிகளை அடையும் முன் கிரகத்தின் வாயு அடுக்கு வழியாக செல்கிறது. வெவ்வேறு மூலக்கூறுகள் ஒளியின் குறிப்பிட்ட அலைநீளங்களை உறிஞ்சி, கைப்பற்றப்பட்ட நிறமாலையில் ஒரு தனித்துவமான இரசாயன கையொப்பத்தை விட்டுச் செல்கின்றன.
சல்பர் அடிப்படையிலான சேர்மங்களுடன் தொடர்புடைய அலைநீளங்களில் வலுவான உறிஞ்சுதலை தரவு வெளிப்படுத்தியது. சல்பர் டை ஆக்சைடு மற்றும் ஹைட்ரஜன் சல்பைடு அதிக அளவில் இருப்பது கிரகத்தின் எரிமலைத் தன்மையை உறுதிப்படுத்துகிறது. மேற்பரப்பில் வெளிப்படும் மாக்மா தொடர்ந்து இந்த வாயுக்களை வெளியிடுகிறது, வளிமண்டலத்தை நிரப்புகிறது மற்றும் உருகிய பாறையின் கடலுக்கும் வாயு உறைக்கும் இடையில் ஒரு மூடிய இரசாயன சுழற்சியை உருவாக்குகிறது.
ஏராளமான கந்தகத்தின் இருப்பு, கோளின் அசல் வளிமண்டலம் பில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகளில் முற்றிலும் மாற்றப்பட்டுள்ளது என்று கூறுகிறது. சிவப்பு குள்ள நட்சத்திரத்திலிருந்து புற ஊதா கதிர்வீச்சு, அமைப்பின் ஆரம்ப நாட்களில் நீர் மூலக்கூறுகள் மற்றும் பிற இலகுவான சேர்மங்களை உடைத்திருக்கலாம். இதன் விளைவாக ஹைட்ரஜன் விண்வெளிக்கு தப்பியது, இப்போது வளிமண்டல வேதியியலில் ஆதிக்கம் செலுத்தும் கனமான கூறுகளை விட்டுச் சென்றது.
இந்த சல்பர் நிறைந்த கலவை கூடுதல் வெப்ப போர்வையாக செயல்படுகிறது. எரிமலை வாயுக்கள் அகச்சிவப்பு கதிர்வீச்சைத் தக்கவைத்துக்கொள்ள அதிக திறன் கொண்டவை, இது ஒரு தீவிர கிரீன்ஹவுஸ் விளைவை உருவாக்குகிறது, இது பாசால்ட் பாறைகளின் உருகுநிலைக்கு மேல் மேற்பரப்பு வெப்பநிலையை பராமரிக்க உதவுகிறது.
வானியல் கண்காணிப்பின் பரிணாமம்
L 98-59 அமைப்பின் ஆரம்ப அடையாளம் TESS செயற்கைக்கோள் மூலம் சேகரிக்கப்பட்ட தரவு மூலம் 2019 இல் நிகழ்ந்தது. செயற்கைக்கோள் பயன்படுத்திய டிரான்சிட் முறையானது நட்சத்திரத்தின் பிரகாசத்தில் அவ்வப்போது ஏற்படும் வீழ்ச்சிகளைக் கண்டறிவதை சாத்தியமாக்கியது, சுற்றுப்பாதையில் பல கிரகங்கள் இருப்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது. அந்த நேரத்தில், வானியலாளர்கள் வான உடல்களின் அளவு மற்றும் சுற்றுப்பாதை காலத்தை கணக்கிட முடிந்தது, ஆனால் அவற்றின் வளிமண்டலங்களின் சரியான தன்மை தொழில்நுட்ப அணுகலுக்கு அப்பாற்பட்டது.
அகச்சிவப்பு நிறமாலையில் பெரிய விட்டம் கொண்ட கண்ணாடிகளுடன் இயங்கும் புதிய தலைமுறை விண்வெளி தொலைநோக்கிகளின் செயல்பாட்டிற்குள் நுழைந்தது, இந்த சூழ்நிலையை மாற்றியது. கிரகத்தின் சொந்த வெப்ப உமிழ்வுகளிலிருந்து நட்சத்திரத்தின் ஒளியைப் பிரிக்கும் திறன் இப்போது பொதுவில் உள்ள விரிவான தன்மையை அனுமதித்தது. செயலில் எரிமலை மற்றும் இரண்டாம் நிலை வளிமண்டலத்துடன் ஒரு தரிசு பாறை கிரகத்தை ஒரு மாறும் உலகில் இருந்து வேறுபடுத்துவதில் கருவி முன்னேற்றம் முக்கியமானது.
நீர் உருவாக்கம் மற்றும் இழப்பின் இயக்கவியல்
L 98-59 d இன் புவியியல் வரலாறு சிவப்பு குள்ளர்களைச் சுற்றியுள்ள கிரகங்களின் பரிணாம வளர்ச்சி பற்றிய அனுபவத் தரவை வழங்குகிறது. கோட்பாட்டு மாதிரிகள், அதன் உருவாக்கத்திற்குப் பிறகு முதல் 100 மில்லியன் ஆண்டுகளில், புரவலன் நட்சத்திரம் தீவிர செயல்பாட்டின் ஒரு கட்டத்தில் சென்றது, அதிக அளவு உயர் ஆற்றல் கதிர்வீச்சு மற்றும் தீவிர நட்சத்திரக் காற்றுகளை வெளியிடுகிறது. இந்த காலகட்டத்தில் கிரகத்தின் மேற்பரப்பில் திரவ நீர் பெருங்கடல்கள் இருந்தால், நட்சத்திர ஆற்றல் இந்த நீரின் மொத்த ஆவியாகும். மேல் வளிமண்டலத்தில் உள்ள நீராவி மூலக்கூறுகளின் ஒளிச்சேர்க்கை ஹைட்ரஜனில் இருந்து ஆக்ஸிஜனை பிரிக்கிறது. கிரகத்தின் குறைந்த ஈர்ப்பு விசையின் காரணமாக விண்வெளி வெற்றிடத்திற்கு ஹைட்ரஜன் இழப்பு ஏற்பட்டதால், மேற்பரப்பு முற்றிலும் வறண்டு போனது. மீதமுள்ள ஆக்ஸிஜன் மேலோட்டத்தில் உள்ள தாதுக்களுடன் வினைபுரிந்து, மேலோட்டத்திலிருந்து வெளியேற்றப்பட்ட கந்தகத்துடன், சல்பர் டை ஆக்சைடு கலவைகளை உருவாக்குகிறது, இது இன்று வானியலாளர்களால் கவனிக்கப்பட்ட தடிமனான வாயு அடுக்கை உருவாக்குகிறது.
ஒரு புதிய கிரக வகை
L 98-59 d இன் தனித்துவமான பண்புகள் வான உடல்களுக்கான புதிய வகைப்பாட்டை நிறுவ விஞ்ஞான சமூகத்தை கட்டாயப்படுத்துகின்றன. இந்த கிரகம் அடர்த்தியான பாறை சூப்பர்-எர்த்களின் பாரம்பரிய மாதிரிகள் அல்லது அடர்த்தியான ஹைட்ரஜன் வளிமண்டலங்களைக் கொண்ட மினி-நெப்டியூன்களுக்கு பொருந்தாது. உலகளாவிய மாக்மா பெருங்கடலுடன் கூடிய கந்தக உலகின் வரையறையானது விண்மீன் மண்டலத்தில் உள்ள கிரக பன்முகத்தன்மைக்கு ஒரு புதிய அளவுருவை உருவாக்குகிறது.
எக்ஸோப்ளானெட் ஆய்வின் எதிர்காலம்
அதன் நட்சத்திரத்திற்கு மிக அருகில் உள்ள ஒரு கிரகத்தில் சல்பர் நிறைந்த வளிமண்டலத்தை உறுதிப்படுத்துவது தீவிர கதிர்வீச்சின் நிலைமைகளின் கீழ் வாயு உறைகளின் பின்னடைவை நிரூபிக்கிறது. தொடர்ச்சியான எரிமலையானது விண்மீன் காற்றினால் ஏற்படும் வளிமண்டல அரிப்புக்கு எதிராக ஒரு பாதுகாப்பு பொறிமுறையாக செயல்படுகிறது. உருகிய மேலங்கியை பராமரிக்க கிரகத்திற்கு உள் ஆற்றல் இருக்கும் வரை, எரிமலை வாயுக்களின் உமிழ்வு விண்வெளியில் இழந்த வளிமண்டலத்தை மாற்றியமைக்கும்.
இந்த நட்சத்திர அமைப்பு பற்றிய ஆய்வு வானியற்பியலின் முன்னுரிமை இலக்காக தொடரும். L 98-59 d இன் தொடர்ச்சியான அவதானிப்பு, மாக்மா கடல்களில் திரவ இயக்கவியல் மாதிரிகளைச் செம்மைப்படுத்தவும், தீவிர வெப்பநிலையில் கந்தக வேதியியல் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை நன்கு புரிந்துகொள்ளவும் அனுமதிக்கும். சிவப்பு குள்ளர்களைச் சுற்றியுள்ள பிற அமைப்புகளை வரைபடமாக்குவது, கந்தக உலகங்கள் ஒரு தனிமைப்படுத்தப்பட்ட ஒழுங்கின்மையா அல்லது தீவிர அலை வெப்பத்திற்கு உட்பட்ட கிரகங்களுக்கான பொதுவான பரிணாமக் கட்டமா என்பதை அடையாளம் காண முயல்கிறது.
