दुष्ट ग्रहों के जोड़े ओरियन नेबुला - भौतिकी विश्व में घूमते हुए पाए गए

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) के नए अवलोकनों की बदौलत ओरियन नेबुला के माध्यम से घूमते हुए 500 से अधिक मुक्त-तैरती ग्रह-द्रव्यमान वस्तुओं की खोज की गई है। सबसे विचित्र बात यह है कि नेबुला के ट्रैपेज़ियम क्लस्टर में इन नई पाई गई वस्तुओं में से लगभग 40 व्यापक बाइनरी जोड़े में मौजूद हैं, जिससे ये तथाकथित "दुष्ट ग्रह" कैसे बनते हैं, इसके बारे में उम्मीदें भ्रमित हो जाती हैं।

मुक्त-तैरती ग्रह-द्रव्यमान वस्तुएं जो किसी तारे की परिक्रमा नहीं करती हैं, उन्हें पहले भी तारा-निर्माण क्षेत्रों में खोजा गया है, लेकिन JWST द्वारा देखी गई संख्या में कभी नहीं। नियर-इन्फ्रारेड कैमरा (एनआईआरकैम)। ये वस्तुएं दिखाई देती हैं क्योंकि वे अभी भी युवा हैं और अपने निर्माण की गर्मी से चमक रही हैं। समय के साथ, वे ठंडे हो जाएंगे और दृश्य से ओझल हो जाएंगे।

ऐसे मुक्त-तैरते ग्रह कैसे बनते हैं, इसके बारे में दो परिकल्पनाएँ हैं। एक यह है कि वे तारों की तरह उत्पन्न होते हैं, तारे बनाने वाले आणविक बादल से सीधे ढहते और संघनित होते हैं। दूसरा यह है कि वे युवा सितारों के चारों ओर कक्षा में कोर अभिवृद्धि के माध्यम से बनते हैं, केवल बाद में गुरुत्वाकर्षण ज्वारीय बलों और अनुनादों द्वारा निष्कासित हो जाते हैं।

एक JuMBO रहस्य

ओरियन नेबुला में पाए गए 540 ग्रह-द्रव्यमान पिंडों में से अधिकांश के लिए, "यह लगभग निश्चित रूप से दोनों [प्रक्रियाओं] का संयोजन होने जा रहा है," कहते हैं सैमुअल पियर्सन, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) में एक रिसर्च फेलो और अभी तक सहकर्मी-समीक्षा नहीं की गई पुस्तक के प्रमुख लेखक पूर्व प्रिंट नये अवलोकनों पर.

हालाँकि, 40 या इतनी विस्तृत बायनेरिज़ - कुल का 9% - इस तस्वीर में फिट नहीं बैठती हैं। ज्यूपिटर मास बाइनरी ऑब्जेक्ट्स के लिए पियर्सन उन्हें JuMBOs कहते हैं, और वे एक रहस्य हैं।

पियर्सन बताते हैं कि मुख्य समस्या JuMBOs का द्रव्यमान है। मॉडल भविष्यवाणी करते हैं कि आणविक बादल से सीधे बनने वाला न्यूनतम द्रव्यमान बृहस्पति से तीन गुना अधिक हो सकता है। यह न्यूनतम सीमा इसलिए उत्पन्न होती है क्योंकि छोटी वस्तुएं गर्मी बनाए रखने में बेहतर होती हैं, जो उन्हें आगे सिकुड़ने से रोकती है। इसलिए कोई उम्मीद कर सकता है कि छोटे ग्रह-द्रव्यमान पिंड (JWST अवलोकनों में सबसे छोटी वस्तु सहित, जो लगभग 0.6 बृहस्पति द्रव्यमान है) कोर अभिवृद्धि के माध्यम से बने हैं - यानी, नीचे से ऊपर, पृथ्वी की तरह - और बाहर निकाल दिए गए हैं उनकी उत्पत्ति प्रणाली से.

"लेकिन अब समस्या यह है कि हम उन्हें जोड़ियों में ढूंढ रहे हैं," पियर्सन बताते हैं भौतिकी की दुनिया. "पृथ्वी पर ऐसा कैसे होता है?"

ग्रह-निर्माण परिदृश्य

अब तक, मेज पर दो विकल्प हैं। एक यह है कि प्रारंभिक द्रव्यमान फ़ंक्शन, जो उन द्रव्यमानों के वितरण का वर्णन करता है जिनके साथ तारे पैदा होते हैं, किसी के अनुमान से कहीं अधिक छोटे द्रव्यमान तक विस्तारित होते हैं। दूसरा यह है कि इन JuMBO को किसी तरह ग्रह प्रणालियों से बाहर निकाला जा रहा है।

हालाँकि इस बात का कोई पुख्ता मॉडल नहीं है कि बाइनरी जोड़ी को कैसे बाहर निकाला जा सकता है, एक संभावित स्पष्टीकरण आता है रोसाल्बा पर्ना स्टोनी ब्रुक विश्वविद्यालय के, साथ में यिहान वांग और झाओहुआन झू लास वेगास में नेवादा विश्वविद्यालय के, दोनों अमेरिका में। में एक अलग प्री-प्रिंट, वे एक मॉडल का प्रस्ताव करते हैं जिसमें अपने तारे से काफी दूरी पर परिक्रमा कर रहे दो विशाल ग्रहों को बाहर निकाला जा सकता है यदि वे एक ही समय में संरेखण में चले जाते हैं क्योंकि सिस्टम को पास के तारे के साथ घनिष्ठ मुठभेड़ का अनुभव होता है।

पर्ना और वांग बताते हैं कि ग्रह निर्माण के मॉडल में, विशाल ग्रह अपने तारे से 50 खगोलीय इकाइयों (यानी, पृथ्वी-सूर्य की दूरी का 50 गुना) से अधिक की दूरी पर ग्रह-निर्माण डिस्क से सीधे एकत्रित हो सकते हैं।

"हमारे परिदृश्य में, JuMBO एक दूसरे के करीब अर्ध-प्रमुख अक्षों वाले दो विशाल ग्रहों वाले ग्रह प्रणालियों से बनना पसंद करते हैं," वांग और पर्ना बताते हैं भौतिकी की दुनिया. "उदाहरण के लिए, यदि ग्रह प्रणाली विस्तृत है, तो सबसे संभावित विन्यास ~100AU पर एक विशाल ग्रह और 70AU पर एक अन्य विशाल ग्रह है।"

एक नए डोमेन में धकेलना

में काग़ज़ 2022 में प्रकाशित, एलेक्स स्कोल्ज़ ब्रिटेन के सेंट एंड्रयूज विश्वविद्यालय और उनके सहयोगियों ने भविष्यवाणी की कि JWST युवा तारा समूहों में महत्वपूर्ण संख्या में कम द्रव्यमान वाले दुष्ट ग्रहों का पता लगाने में सक्षम होगा। स्कोल्ज़ का कहना है कि ओरियन नेबुला में नए निष्कर्ष इस निष्कर्ष को उचित ठहराते हैं।

"ये नई खोजी गई ग्रह-द्रव्यमान वस्तुएं वास्तव में रोमांचक हैं - वे आश्चर्यजनक रूप से प्रचुर मात्रा में हैं, और बड़ी संख्या में बायनेरिज़ पूरी तरह से अप्रत्याशित हैं," वह बताते हैं भौतिकी की दुनिया. "यह तब होता है जब आप किसी नए डोमेन में प्रवेश करते हैं: आपको अप्रत्याशित चीजें मिलती हैं।"

फिलहाल, जिम्मेदारी अधिक डेटा प्राप्त करने की है। पियर्सन और उनके सह-लेखक मार्क मैककॉघ्रीन, जो विज्ञान और अन्वेषण के लिए ईएसए के वरिष्ठ सलाहकार हैं, भविष्य के अध्ययन में JuMBOs पर दोबारा नज़र डालना चाहते हैं, इस बार JWST का उपयोग कर रहे हैं नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोमीटर (NIRSpec)। इन अवलोकनों को उनके तापमान, सतह के गुरुत्वाकर्षण और वायुमंडलीय संरचना का विवरण प्रदान करके पुष्टि करनी चाहिए कि वे वास्तव में ग्रहों के द्रव्यमान के हैं। इसके अलावा, पियर्सन और मैककॉघ्रियन ने एक युवा तारा समूह, एनजीसी 2244 में ग्रह-द्रव्यमान वस्तुओं की तलाश करने की योजना बनाई है, जो रोसेट नेबुला से पैदा हुआ है और 5 प्रकाश वर्ष दूर मोनोसेरोस तारामंडल में स्थित है। पियर्सन कहते हैं, एनजीसी 000 में तारे ट्रेपेज़ियम की तुलना में कम सघनता से भरे हुए हैं, जिसका अर्थ है कि ग्रहों को उनकी कक्षाओं से अलग करने वाले तारकीय मुठभेड़ों की संभावना कम है।

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"वास्तव में विरल क्षेत्रों में ऐसा होने की संभावना बहुत कम है, इसलिए अगर हम अचानक JuMBOs को देखना बंद कर दें, तो यह पता लगाने के लिए एक बंदूक होगी कि ये कैसे बन रहे हैं," वह बताते हैं।

हालाँकि इन दुष्ट ग्रह-द्रव्यमान पिंडों के बारे में बहुत कम जानकारी है, पियर्सन का कहना है कि हमारी अपनी आकाशगंगा में सितारों की तुलना में इनकी संख्या अधिक हो सकती है। इससे सवाल उठता है कि उन्हें कैसे परिभाषित किया जाए: क्या वे ग्रह हैं, उप-भूरे रंग के बौने हैं या कुछ और? इन श्रेणियों के बीच पहले से ही धुंधली रेखाओं को देखते हुए, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता, और पियर्सन ऐसी चर्चाओं से दूर रह रहे हैं।

वह हंसते हुए कहते हैं, ''हम उन्हें कैसे परिभाषित करने का प्रयास करते हैं, यह बहस पैदा करने का एक शानदार तरीका है।''

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/pairs-of-rogue-planets-found-wandering-in-the-orion-nebula/