खगोलविदों ने सौर मंडल के बाहर एक विशाल ग्रह की खोज की है, जिसे एक्सोप्लैनेट के रूप में जाना जाता है, जो मिल्की वे आकाशगंगा में सबसे गहन अध्ययन किए गए ग्रह प्रणालियों में से एक के भीतर छिपा हुआ है।
नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करते हुए, खगोलविदों ने बीटा पिक्टोरिस डी की खोज की, जो पास के तारे बीटा पिक्टोरिस की परिक्रमा कर रहा है, एक ग्रह प्रणाली जिसका अध्ययन वैज्ञानिक दशकों से कर रहे हैं। यह प्रणाली पहले से ही दो विशाल ग्रहों की मेजबानी के लिए जानी जाती थी: बीटा पिक्टोरिस बी, जो प्रत्यक्ष रूप से चित्रित किए जाने वाले पहले एक्सोप्लैनेट में से एक है, और बीटा पिक्टोरिस सी।
बीटा पिक्टोरिस डी की खोज एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है, क्योंकि बीटा पिक्टोरिस बी और सी के विपरीत, इसे प्रकाश के उज्ज्वल बिंदु के रूप में पहचाना नहीं गया था। इसके बजाय, नासा के अनुसार, खगोलविदों ने इसके वायुमंडल के अद्वितीय रासायनिक फिंगरप्रिंट का पता लगाया, एक ऐसी तकनीक जो अन्य सितारों की परिक्रमा करने वाले ग्रहों की खोज को बदल सकती है।
बुधवार को प्रकाशित अध्ययन के मुख्य लेखक एडन गिब्स ने कहा, “यह खोज पहले से ही आकर्षक ग्रह प्रणाली में एक और टुकड़ा जोड़ती है।” द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो में पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता हैं।
“बीटा पिक्टोरिस लंबे समय से यह समझने के लिए एक प्रयोगशाला के रूप में काम कर रहा है कि ग्रह प्रणालियाँ कैसे बनती हैं और विकसित होती हैं, और अब हमारे पास एक और ग्रह है जो हमें उस कहानी को बताने में मदद कर रहा है।”
बीटा पिक्टोरिस, पृथ्वी से 63 प्रकाश-वर्ष दूर स्थित और लगभग 23 मिलियन वर्ष पुराना, आकाशगंगा में एक नजदीकी प्रणाली है जो नवजात ग्रहों और उनके गठन के बाद छोड़ी गई धूल और मलबे की डिस्क के बीच बातचीत की एक दुर्लभ झलक पेश करती है।
आकस्मिक खोज
बीटा पिक्टोरिस डी कोई योजनाबद्ध खोज नहीं थी, बल्कि एक आकस्मिक खोज थी। खगोलविद बीटा पिक्टोरिस बी के वातावरण का अध्ययन करने के लिए वेब टेलीस्कोप के NIRSpec (नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोग्राफ) का उपयोग कर रहे थे, जब उन्होंने गलती से नए एक्सोप्लैनेट की खोज की।
विशेष रूप से, उन्होंने NIRSpec की इंटीग्रल फील्ड यूनिट का उपयोग किया, जो एक छवि में प्रत्येक पिक्सेल से एक छवि और एक स्पेक्ट्रम दोनों प्राप्त करता है, NASA ने कहा।
गिब्स ने कहा, “हम किसी नए ग्रह की तलाश नहीं कर रहे थे।” “हम यह समझने की कोशिश कर रहे थे कि हम पहले से ही अस्तित्व में थे। फिर, यह संकेत डेटा में दिखाई दिया जहां हमें इसकी उम्मीद नहीं थी।”
इसकी खोज कैसे हुई?
वेब की NIRSpec इंटीग्रल फील्ड यूनिट (IFU), जिसका उपयोग खगोलविद बीटा पिक्टोरिस बी का अध्ययन करने के लिए कर रहे थे, न केवल एक छवि कैप्चर करता है बल्कि उस छवि में प्रत्येक पिक्सेल के लिए एक स्पेक्ट्रम भी रिकॉर्ड करता है। सरल शब्दों में, यह प्रकाश को उसकी अलग-अलग तरंग दैर्ध्य में विभाजित करता है, जिससे वैज्ञानिकों को भौतिक रूप से नमूना किए बिना गुणों को निर्धारित करने की अनुमति मिलती है जैसे कि कोई वस्तु कितनी गर्म है और यह किन तत्वों और यौगिकों से बनी है। इस तकनीक को स्पेक्ट्रोस्कोपी के नाम से जाना जाता है।
बीटा पिकोरिस बी का अध्ययन करने की कोशिश करते समय, खगोलविदों को धूल से परावर्तित प्रकाश से एक चिकनी स्पेक्ट्रम देखने की उम्मीद थी क्योंकि बीटा पिकोरिस प्रणाली में धूल का एक विशाल बादल होता है। इसके बजाय, उन्होंने स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा में चोटियों और गर्तों की एक श्रृंखला देखी।
ये चोटियाँ और गर्त कार्बन मोनोऑक्साइड अवशोषण रेखाओं का एक विशिष्ट पैटर्न थे, जो बारकोड की तरह फैले हुए थे। – इसका मतलब है कि गिरावट ठीक उसी तरंग दैर्ध्य पर हुई जहां कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ) प्रकाश को अवशोषित करता है। विशाल ग्रह के वायुमंडल में यह एक अपेक्षित विशेषता है।
हालाँकि, अकेले संकेत किसी ग्रह की उपस्थिति की पुष्टि करने के लिए पर्याप्त नहीं था, क्योंकि यह किसी पृष्ठभूमि तारे या उसके वातावरण में कार्बन मोनोऑक्साइड युक्त भूरे रंग के बौने से भी आ सकता था। यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह क्या था, खगोलविदों ने उसी स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा का उपयोग करके इसके रेडियल वेग को मापा – जो न केवल रासायनिक संरचना, बल्कि किसी वस्तु की गति को भी प्रकट करता है।
इस जानकारी का उपयोग करते हुए, टीम ने वस्तु की गति की गणना की और निर्धारित किया कि सिस्टम की मलबे डिस्क के साथ इसकी स्थिति, गति और संरेखण सभी पृष्ठभूमि तारे या भूरे रंग के बौने के बजाय बीटा पिक्टोरिस की परिक्रमा करने वाले ग्रह के अनुरूप थे।
“इंटीग्रल फील्ड यूनिट इमेजिंग के भीतर प्रकाश का एक अप्रत्याशित उज्ज्वल स्रोत था, लेकिन हमने छवियों में उज्ज्वल बूँदों पर भरोसा नहीं करना सीखा है,” कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो के एक शोध वैज्ञानिक और पहले वेब अवलोकन के प्रमुख अन्वेषक जीन-बैप्टिस्ट रफ़ियो ने कहा, जहां खोज की गई थी। “वे मलबे की डिस्क में वाद्य कलाकृतियाँ या अन्य संरचनाएँ हो सकते हैं। छवि के साथ ही एक स्पेक्ट्रम प्राप्त करके, हम जल्दी से अपने संदेह की पुष्टि करने में सक्षम थे।”
निदेशक के विवेकाधीन समय अनुरोध के माध्यम से वेब के एमआईआरआई (मिड-इन्फ्रारेड इंस्ट्रूमेंट) के साथ अनुवर्ती अवलोकन में जल वाष्प और मीथेन का पता चला, जिससे ग्रह के वातावरण पर एक समृद्ध नज़र प्रदान करते हुए ग्रह की पहचान की पुष्टि हुई।
पारंपरिक इमेजिंग के विपरीत, स्पेक्ट्रोस्कोपिक दृष्टिकोण ने शोधकर्ताओं को ग्रह की पहचान करने और पहले अवलोकन से ही उसके वातावरण का अध्ययन शुरू करने की अनुमति दी।
रफ़ियो ने कहा, “एक स्पेक्ट्रम में अविश्वसनीय मात्रा में जानकारी होती है।” “आप सिर्फ यह नहीं सीखते कि कोई चीज़ एक ग्रह है; आप तुरंत उसके तापमान, रसायन विज्ञान और गति के बारे में सीखना शुरू कर देते हैं।”
यूरोपियन सदर्न ऑब्जर्वेटरी के वेरी लार्ज टेलीस्कोप और वेब के NIRCam (नियर-इन्फ्रारेड कैमरा) के डेटा का उपयोग करते हुए, एडिनबर्ग विश्वविद्यालय के बेन सटलिफ़ और यूरोपियन सदर्न ऑब्ज़र्वेटरी के मार्कस बोन्से के नेतृत्व में एक अलग इमेजिंग अध्ययन द्वारा इस खोज की पुष्टि की गई।
बीटा पिक्टोरिस के बारे में डी
बीटा पिक्टोरिस डी संभवतः बृहस्पति के द्रव्यमान का कम से कम दो गुना है, जो इसे सिस्टम के तीन ज्ञात विशाल ग्रहों में से सबसे छोटा बनाता है। मॉडलिंग से पता चलता है कि यह अपने तारे के चारों ओर लगभग 30 खगोलीय इकाइयों में चक्कर लगाता है, जो हमारे अपने सौर मंडल में नेपच्यून के कब्जे वाले क्षेत्र के बराबर है। यह ज्ञात तीन ग्रहों की सबसे चौड़ी कक्षा है, लेकिन अभी भी मलबे की डिस्क के अंदरूनी किनारे के अंदर स्थित है।
नासा के अनुसार, यह वर्षों तक छिपा रहा क्योंकि यह ज्ञात सबसे चमकीले मलबे डिस्क में से एक के भीतर स्थित है। धूल भरी डिस्क कोहरे की तरह काम करती है, तारे से प्रकाश बिखेरती है, जिससे पारंपरिक इमेजिंग तरीकों के लिए ग्रहों को देखना मुश्किल हो जाता है। हालाँकि, वेब की स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीक धूल को फ़िल्टर करने और ग्रहीय वातावरण के अद्वितीय रासायनिक हस्ताक्षरों का पता लगाने में सक्षम थी।
वैज्ञानिकों का मानना है कि नया खोजा गया ग्रह मलबे की डिस्क के स्पष्ट रूप से परिभाषित आंतरिक किनारे और अन्य असामान्य विशेषताओं को समझाने में मदद कर सकता है। वास्तव में, खगोलविदों ने डिस्क की अजीब संरचना को ध्यान में रखते हुए लंबे समय से बीटा पिक्टोरिस डी जैसे ग्रह के अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी।
एक्सोप्लैनेट खोजने का नया तरीका
यह खोज पहली बार दर्शाती है कि किसी एक्सोप्लैनेट की पहचान मुख्य रूप से मध्यम-रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रोस्कोपी के माध्यम से की गई है, जिससे पता चलता है कि खगोलविद केवल पारंपरिक इमेजिंग तकनीकों पर भरोसा करने के बजाय अपने वायुमंडल के अद्वितीय रासायनिक हस्ताक्षरों का पता लगाकर ग्रहों को ढूंढ सकते हैं।
शोधकर्ता अब बीटा पिक्टोरिस डी के तापमान, वायुमंडलीय संरचना और कक्षा सहित इसके बारे में अधिक जानने के लिए वेब के अवलोकनों का अध्ययन करने की योजना बना रहे हैं। उनका कहना है कि यह खोज एक्सोप्लैनेट, विशेष रूप से जटिल वातावरण में छिपे ग्रहों की खोज के लिए एक शक्तिशाली नया तरीका खोलती है।
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