खगोलविदों ने एक असामान्य बृहस्पति जैसा ग्रह देखा जो एक शांत लाल बौने तारे की परिक्रमा कर रहा था

मार्शमैलो के घनत्व वाले एक गैस विशाल एक्सोप्लैनेट को कई उपकरणों द्वारा एक ठंडे लाल बौने तारे के चारों ओर कक्षा में पाया गया है, जिसमें शामिल हैं नासाकिट पीक नेशनल ऑब्जर्वेटरी में WIYN 3.5-मीटर टेलीस्कोप पर NEID रेडियल-वेग उपकरण, NSF के NOIRLab का एक कार्यक्रम। TOI-3757 b नामक ग्रह, इस प्रकार के तारे के आसपास अब तक खोजा गया सबसे फूला हुआ गैस विशाल ग्रह है।

एरिज़ोना में किट पीक नेशनल ऑब्ज़र्वेटरी में WIYN 3.5-मीटर टेलीस्कोप का उपयोग करते हुए खगोलविद, एनएसएफ का एक कार्यक्रम नोइरलाब, ने एक ठंडे लाल बौने तारे के चारों ओर कक्षा में एक असामान्य बृहस्पति जैसा ग्रह देखा है। पृथ्वी से लगभग 580 प्रकाश वर्ष दूर औरिगा द चैरियट तारामंडल में स्थित, यह ग्रह, जिसे टीओआई-3757 बी के रूप में पहचाना जाता है, किसी लाल बौने तारे के आसपास अब तक पाया गया सबसे कम घनत्व वाला ग्रह है और अनुमान है कि इसका औसत घनत्व उसी के समान है। एक मार्शमैलो का.

लाल बौने तारे तथाकथित मुख्य अनुक्रम के सबसे छोटे और सबसे मंद सदस्य हैं सितारों - तारे जो अपने कोर में स्थिर दर पर हाइड्रोजन को हीलियम में परिवर्तित करते हैं। यद्यपि हमारे जैसे सितारों की तुलना में "कूल"। रवि, लाल बौने तारे अत्यधिक सक्रिय हो सकते हैं और शक्तिशाली ज्वालाओं के साथ फूट सकते हैं जो किसी ग्रह से उसके वायुमंडल को छीनने में सक्षम हैं, जिससे यह तारा प्रणाली ऐसे विशाल ग्रह के निर्माण के लिए एक दुर्गम स्थान बन जाती है।

"पारंपरिक रूप से माना जाता है कि लाल बौने तारों के आसपास विशाल ग्रहों का निर्माण कठिन है," कार्नेगी इंस्टीट्यूशन फॉर साइंस की अर्थ एंड प्लैनेट्स लेबोरेटरी के शोधकर्ता और में प्रकाशित एक पेपर के पहले लेखक, शुभम कनोडिया कहते हैं। द एस्ट्रोनॉमिकल जर्नल. “अब तक इसे केवल डॉपलर सर्वेक्षणों के छोटे नमूनों से देखा गया है, जिसमें आमतौर पर इन लाल बौने सितारों से दूर विशाल ग्रह पाए गए हैं। अब तक हमारे पास ग्रहों का इतना बड़ा नमूना नहीं है कि हम पास में मौजूद गैस का पता लगा सकें ग्रहों मजबूत तरीके से।”

TOI-3757 b के आसपास अभी भी अस्पष्ट रहस्य हैं, जिनमें से सबसे बड़ा रहस्य यह है कि एक गैस-विशाल ग्रह एक लाल बौने तारे के चारों ओर कैसे बन सकता है, और विशेष रूप से ऐसे कम घनत्व वाले ग्रह के आसपास। हालाँकि, कनोडिया की टीम को लगता है कि उनके पास उस रहस्य का कोई समाधान हो सकता है।

उनका प्रस्ताव है कि TOI-3757 b का अतिरिक्त-निम्न घनत्व दो कारकों का परिणाम हो सकता है। पहला ग्रह के चट्टानी कोर से संबंधित है; ऐसा माना जाता है कि गैस दिग्गजों की शुरुआत विशाल चट्टानी कोर के रूप में हुई थी जो कि द्रव्यमान से लगभग दस गुना अधिक है पृथ्वी, जिस बिंदु पर वे बड़ी मात्रा में पड़ोसी गैस को तेजी से खींचकर गैस के दिग्गज बनाते हैं जिन्हें हम आज देखते हैं। TOI-3757 b के तारे में गैस दिग्गजों वाले अन्य एम-बौने तारे की तुलना में भारी तत्वों की प्रचुरता कम है, और इसके परिणामस्वरूप चट्टानी कोर अधिक धीरे-धीरे बन रही है, जिससे गैस अभिवृद्धि की शुरुआत में देरी हो रही है और इसलिए ग्रह के समग्र घनत्व पर असर पड़ रहा है।

दूसरा कारक ग्रह की कक्षा हो सकती है, जिसे अस्थायी रूप से थोड़ा अण्डाकार माना जाता है। कई बार यह अन्य समय की तुलना में अपने तारे के करीब पहुंच जाता है, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक गर्मी उत्पन्न होती है जिससे ग्रह का वातावरण फूल सकता है।

ग्रह को शुरुआत में नासा के ट्रांजिटिंग एक्सोप्लैनेट सर्वे सैटेलाइट (टीईएसएस) द्वारा देखा गया था। इसके बाद कनोडिया की टीम ने NEID और NESSI (NN-EXPLORE Exoplanet Stellar Speckle Imager) सहित ग्राउंड-आधारित उपकरणों का उपयोग करके अनुवर्ती अवलोकन किए, दोनों WIYN 3.5-मीटर टेलीस्कोप में रखे गए थे; हॉबी-एबरली टेलीस्कोप पर रहने योग्य क्षेत्र ग्रह खोजक (एचपीएफ); और व्योमिंग में रेड बट्स वेधशाला (आरबीओ)।

TESS ने इस ग्रह के तारे के सामने TOI-3757 b को पार करने का सर्वेक्षण किया, जिससे खगोलविदों को ग्रह के व्यास की गणना लगभग 150,000 किलोमीटर (100,000 मील) या बृहस्पति से थोड़ा ही बड़ा होने की गणना करने की अनुमति मिली। ग्रह अपने मेजबान तारे के चारों ओर एक पूर्ण परिक्रमा केवल 3.5 दिनों में पूरी करता है, जो हमारे सौर मंडल के निकटतम ग्रह से 25 गुना कम है - पारा - ऐसा करने में लगभग 88 दिन लगते हैं।

तब खगोलविदों ने दृष्टि रेखा के साथ तारे की स्पष्ट गति को मापने के लिए एनईआईडी और एचपीएफ का उपयोग किया, जिसे इसके रेडियल वेग के रूप में भी जाना जाता है। इन मापों ने ग्रह का द्रव्यमान प्रदान किया, जिसकी गणना बृहस्पति के द्रव्यमान का लगभग एक चौथाई या पृथ्वी के द्रव्यमान का लगभग 85 गुना थी। आकार और द्रव्यमान को जानने से कनोडिया की टीम को TOI-3757 b के औसत घनत्व की गणना 0.27 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर (लगभग 17 ग्राम प्रति घन फीट) करने में मदद मिली, जो इसे शनि (सबसे कम घनत्व वाले ग्रह) के आधे से भी कम घनत्व देगा। में सौर मंडल), पानी के घनत्व का लगभग एक चौथाई (जिसका अर्थ है कि अगर इसे पानी से भरे विशाल बाथटब में रखा जाए तो यह तैरता रहेगा), या वास्तव में, घनत्व में मार्शमैलो के समान।

"नासा के नए जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करके इस ग्रह के वायुमंडल के संभावित भविष्य के अवलोकन से इसकी फूली हुई प्रकृति पर प्रकाश डालने में मदद मिल सकती है," जेसिका लिब्बी-रॉबर्ट्स, एक पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता कहती हैं पेंसिल्वेनिया राज्य विश्वविद्यालय और इस पेपर पर दूसरा लेखक।

"विशाल ग्रहों के साथ ऐसी और प्रणालियाँ खोजना - जिन्हें कभी लाल बौनों के आसपास अत्यंत दुर्लभ माना जाता था - यह समझने के हमारे लक्ष्य का हिस्सा है कि ग्रह कैसे बनते हैं," कनोडिया कहते हैं.

यह खोज कुछ उम्मीदवारों की पुष्टि करने की क्षमता में एनईआईडी के महत्व पर प्रकाश डालती है exoplanets वर्तमान में NASA के TESS मिशन द्वारा खोजा जा रहा है, जो नए के लिए महत्वपूर्ण लक्ष्य प्रदान करता है जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कॉप (JWST) अनुवर्ती कार्रवाई करने और उनके वातावरण का वर्णन शुरू करने के लिए। यह बदले में खगोलविदों को सूचित करेगा कि ग्रह किस चीज से बने हैं और वे कैसे बने और, संभावित रूप से रहने योग्य चट्टानी दुनिया के लिए, क्या वे जीवन का समर्थन करने में सक्षम हो सकते हैं।

जर्नल संदर्भ

1. शुभम कनोडिया, जेसिका लिब्बी-रॉबर्ट्स, कालेब आई. कैनास, जो पी. निनान, सुवरथ महादेवन, गुडमुंडुर स्टेफंसन, एंड्रिया एसजे लिन, सिंक्लेयर जोन्स, एंड्रयू मोनसन, ब्रॉक ए. पार्कर, हेनरी ए. कोबुलनिकी, तेरा एन. स्वाबी, ल्यूक पॉवर्स, कोरी बियर्ड, चाड एफ. बेंडर, कुलेन एच. ब्लेक, विलियम डी. कोचरन, जियायिन डोंग, स्कॉट ए. डिडम्स, कॉनर फ्रेड्रिक, अरविंद एफ. गुप्ता, सैमुअल हैल्वरसन, फ्रेड हार्टी, सारा ई. लॉग्सडन, एंड्रयू जे. मेटकाफ, माइकल डब्ल्यू. मैकएल्वेन, कैरोलिन मॉर्ले, जयदेव राजगोपाल, लॉरेंस डब्ल्यू. रैमसे, पॉल रॉबर्टसन, अर्पिता रॉय, क्रिश्चियन श्वाब, रयान सी. टेरिएन, जॉन विस्निव्स्की और जेसन टी. राइट। टीओआई-3757 बी: एक कम घनत्व वाला गैस दानव जो सौर-धात्विक एम ड्वार्फ की परिक्रमा कर रहा है। द एस्ट्रोनॉमिकल जर्नल, खंड 164, संख्या 3 डीओआई: डीओआई: 10.3847/1538-3881/ac7c20