जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ने एक विशाल एक्सोप्लैनेट पर पानी के बर्फ के बादलों का पहला प्रत्यक्ष पता लगाने की पुष्टि की है। लक्ष्य एप्सिलॉन इंडी एब है, जो एक सुपर-बृहस्पति है जो पृथ्वी से सिर्फ 12 प्रकाश वर्ष दूर सिंधु तारामंडल में स्थित है। इस खोज की घोषणा 22 अप्रैल, 2026 को मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोनॉमी (एमपीआईए) द्वारा की गई थी और यह ग्रहीय खगोल विज्ञान के लिए एक ऐतिहासिक मील का पत्थर दर्शाता है।
एलिज़ाबेथ मैथ्यूज के नेतृत्व में एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने अध्ययन करने के लिए कोरोनोग्राफ के साथ JWST के MIRI उपकरण का उपयोग किया। परिणाम एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में प्रकाशित हुए थे। पानी में बर्फ के बादलों का पता लगाने का सिद्धांत दशकों से दिया गया था, लेकिन इस जांच तक इसे कभी भी सीधे तौर पर नहीं देखा गया था।
जेम्स वेब ने बर्फ के बादलों की पहचान कैसे की?
JWST ने कोरोनोग्राफ से सुसज्जित MIRI (मिड-इन्फ्रारेड इंस्ट्रूमेंट) उपकरण का उपयोग किया। यह कॉन्फ़िगरेशन मेजबान तारे एप्सिलॉन इंडी ए से प्रकाश को अवरुद्ध करता है, जो सीधे ग्रह द्वारा परावर्तित और उत्सर्जित मंद प्रकाश को प्रकट करता है। उपयोग की जाने वाली तकनीक को “प्रत्यक्ष इमेजिंग” कहा जाता है, जो इन-ट्रांजिट स्पेक्ट्रोस्कोपी से भिन्न है, जो केवल अप्रत्यक्ष प्रभावों का पता लगाती है।
एकत्रित स्पेक्ट्रम ने वायुमंडलीय मॉडल के साथ असंगत वर्णक्रमीय रेखाएं प्रस्तुत कीं जिनमें बादल शामिल नहीं थे। जैसा कि टीम ने नोट किया, अमोनिया या मीथेन अणुओं की अपेक्षा की गई थी, लेकिन डेटा से ऊपरी वायुमंडल के सबसे ठंडे क्षेत्रों में जमे हुए पानी का पता चला। बर्फ के रूप में पानी की मौजूदगी, न कि भाप, 275 केल्विन के करीब तापमान की पुष्टि करती है, जो लगभग 2 डिग्री सेल्सियस के बराबर है।
बर्फ के बादल एप्सिलॉन इंडी एब के ऊपरी वायुमंडल में ऊंचाई पर रहते हैं जहां ठंड संभव है। यह खोज विशाल ग्रहों पर ज्ञात वायुमंडलीय प्रक्रियाओं की सूची का विस्तार करती है। इस अवलोकन से पहले, बादल केवल सौर मंडल के ग्रहों पर पाए गए थे: बृहस्पति, शनि, यूरेनस और नेपच्यून।
वे विशेषताएँ जिन्होंने एप्सिलॉन इंडी एब को अवलोकनीय बनाया
एप्सिलॉन इंडी ए एक K-प्रकार का तारा है, जिसे नारंगी बौना के रूप में जाना जाता है। एप्सिलॉन इंडी एब, केवल अल्फा सेंटॉरी और बरनार्ड स्टार के बाद, पृथ्वी का तीसरा सबसे निकटतम तारा प्रणाली है। 30 खगोलीय इकाइयों की बड़ी कक्षीय दूरी ग्रह को तारे के प्रकाश से इतनी दूर तक परिक्रमा करने की अनुमति देती है कि कोरोनोग्राफ बिना किसी हस्तक्षेप के उसकी चमक को अलग करने में सक्षम हो सके।
ग्रह का कम तापमान इसे मुख्य रूप से मध्य-अवरक्त, वर्णक्रमीय सीमा में दिखाई देता है जहां एमआईआरआई की संवेदनशीलता अधिक होती है। 180 साल की परिक्रमा अवधि का मतलब है कि इस एक्सोप्लैनेट को कभी भी तारे के सामने एक भी पारगमन पूरा करते हुए नहीं देखा गया है। इस कारण से, प्रत्यक्ष इमेजिंग इसके अध्ययन के लिए एकमात्र व्यवहार्य पद्धति है, एक ऐसी तकनीक जिसे JWST ने हबल टेलीस्कोप की तुलना में काफी सुधार किया है।
कक्षीय और वायुमंडलीय डेटा एक सुसंगत परिदृश्य पर एकत्रित होते हैं: तारे से बहुत दूर एक विशाल ग्रह, इसलिए ठंडा, बर्फ के बादलों के निर्माण सहित जटिल वायुमंडलीय गतिशीलता के साथ। भविष्य के अवलोकन एप्सिलॉन इंडी एब की कक्षा में विभिन्न बिंदुओं पर इन बादलों की स्थिरता का परीक्षण करेंगे।
ग्रहों के वायुमंडलीय सिद्धांतों पर प्रभाव
ठंडे विशाल ग्रहों के लिए वायुमंडलीय मॉडल ने ऊपरी वायुमंडल में प्रचुर मात्रा में पानी और बर्फ के अलावा हर चीज की भविष्यवाणी की है। एमपीआईए टीम के विश्लेषण से संकेत मिलता है कि ऊर्ध्वाधर परिवहन प्रक्रियाएं पहले की तुलना में अधिक सक्रिय हैं। मॉडलों में बादलों के बिना, उत्सर्जित प्रकाश का सिमुलेशन JWST डेटा से मेल नहीं खाता।
वायुमंडलीय कोड के अगले पुनरावृत्तियों में बर्फ के बादलों को एक मानक तत्व के रूप में शामिल करना होगा। ये समीक्षा छोटी लगती है, लेकिन इसका असर बहुत बड़ा है. वायुमंडलीय मॉडल की सटीकता बायोसिग्नल्स और अन्य दुनिया में रहने की क्षमता के संकेतकों की पहचान करने का एक बुनियादी आधार है।
एप्सिलॉन इंडी एब की खोज पिछले JWST अध्ययनों का पूरक है। एक्सोप्लैनेट एलएचएस 3844 बी ने वायुमंडल के बिना एक सतह दिखाई, जबकि एप्सिलॉन इंडी एब एक गतिशील जलवायु के साथ एक वातावरण प्रदर्शित करता है। ये दो परिणाम एक्सोप्लैनेट पर क्या उम्मीद की जा सकती है इसका एक स्पेक्ट्रम बनाते हैं: शुष्क चट्टानी दुनिया से लेकर जटिल मौसम विज्ञान वाले गैस दिग्गजों तक।
संदर्भ: वेब द्वारा मैप किए गए अन्य एक्सोप्लैनेट वायुमंडल
JWST ने कुछ ही वर्षों में बाह्यग्रहीय वायुमंडलों की सूची में उल्लेखनीय रूप से विस्तार किया:
- WASP-39b ने 2022 में सौर मंडल के बाहर वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की पहली उपस्थिति का पता लगाया, इसके बाद 2023 में सल्फर डाइऑक्साइड की उपस्थिति का पता चला।
- WASP-107बी ने 2024 में हीलियम के बादलों को अंतरिक्ष में भागते हुए दिखाया, जो निरंतर वायुमंडलीय हानि का प्रमाण है
- K2-18b ने 2023-2025 में माइक्रोबियल जीवन से जुड़े एक अणु, डाइमिथाइल सल्फाइड की संभावित पहचान के साथ विवाद उत्पन्न किया, लेकिन 2026 में स्वतंत्र प्रतिकृति ने संकेत की पुष्टि नहीं की।
- ट्रैपिस्ट-1 प्रणाली एक प्राथमिकता बनी हुई है, अवलोकनों से संकेत मिलता है कि आंतरिक ग्रहों में वायुमंडल खो गया है
- टीओआई-561 बी ने 2026 में अप्रत्याशित घने वातावरण का खुलासा किया, जिससे देखी गई विविधता का विस्तार हुआ
एक्सोप्लैनेट खोजों में ब्राजील की भागीदारी
हाल की खोजों में ब्राज़ील का प्रत्यक्ष योगदान है। एक राष्ट्रीय टीम ने 2024 में चिली और जर्मन वैज्ञानिकों के सहयोग से एक्सोप्लैनेट TOI-4562c की खोज की। देश सेरो पचोन, वेरा सी. रुबिन ऑब्ज़र्वेटरी (LSST) और चेरेंकोव टेलीस्कोप एरे (CTA) पर SOAR सहित अंतरराष्ट्रीय संघ में भागीदार है, जो अत्याधुनिक उपकरणों पर अवलोकन समय की गारंटी देता है।
मिनस गेरैस में पिको डॉस डायस पर आधारित SPARC4 कार्यक्रम अंतरराष्ट्रीय सहयोग में एक्सोप्लैनेट की निगरानी करता है। यूएसपी, यूएफआरजे और यूएफआरएन जैसे ब्राजीलियाई विश्वविद्यालय समर्पित स्नातकोत्तर कार्यक्रमों के माध्यम से एक्सोप्लैनेटोलॉजी में विशेषज्ञों को प्रशिक्षित करते हैं। ब्राज़ीलियाई एमपीआईए और ईएसओ के सहयोग से कुछ अंतरराष्ट्रीय टीमों में सह-लेखक के रूप में भाग लेते हैं।
जेम्स वेब मिशन में ब्राज़ील की अभी तक औपचारिक संस्थागत भागीदारी नहीं है। नासा के कार्यक्रम के अनुसार, 2040 के दशक के लिए निर्धारित भविष्य के मिशन जैसे हैबिटेबल वर्ल्ड्स ऑब्जर्वेटरी (एचडब्ल्यूओ) में अधिक संरचित ब्राजीलियाई भागीदारी शामिल हो सकती है। राष्ट्रीय वैज्ञानिक प्रशिक्षण में वर्तमान निवेश देश को इस भविष्य के परिदृश्य के लिए तैयार करता है।
अगले चरण और अवलोकन क्षितिज
एमपीआईए टीम के पास पहले से ही JWST द्वारा भविष्य के अवलोकन के लिए कतार में ऐसे ही ठंडे विशाल ग्रह हैं। अगले अवलोकन चक्रों में, अन्य आस-पास की प्रणालियाँ एप्सिलॉन इंडी एब में लागू की गई पद्धति के समान जांच का लक्ष्य होंगी।
2027 में लॉन्च होने वाला नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप, विस्तृत कक्षाओं में विशाल ग्रहों की सूची का विस्तार करेगा। एप्सिलॉन इंडी एब के लिए स्थापित विधि में कुछ वर्षों के भीतर अधिक लक्ष्य उपलब्ध होंगे। हैबिटेबल वर्ल्ड्स ऑब्ज़र्वेटरी (एचडब्ल्यूओ), 2040 के दशक के लिए योजना बनाई गई एक उत्तराधिकारी दूरबीन, ऑक्सीजन, ओजोन, मीथेन और रहने योग्य के अन्य संकेतकों की खोज पर ध्यान केंद्रित करते हुए, बड़े पैमाने पर वायुमंडल के मानचित्रण का कार्य प्राप्त करेगी।
एप्सिलॉन इंडी एब एक पायलट प्रोजेक्ट के रूप में काम करता है। यह अगले 20 वर्षों में व्यवस्थित अभियान के लिए आवश्यक पद्धति और संवेदनशीलता स्थापित करता है। यह खोज यूरोपीय और अमेरिकी विश्वविद्यालयों में एक्सोप्लैनेटोलॉजी कार्यक्रमों के लिए नई फंडिंग को भी आकर्षित करती है, जो अंतरिक्ष उपकरण में तकनीकी नवाचार के चक्र में वापस आती है।