चर्चा में क्यों?
खगोलविदों ने एक बहुत छोटे ग्रह की पुष्टि की है जो अभी भी अपने मूल तारे के चारों ओर सामग्री की डिस्क में अंतर्निहित है। ग्रह, Elias 2-24 b, पृथ्वी से लगभग 450 प्रकाश वर्ष दूर है। 16 सितंबर को प्रकाशित एक अध्ययन अवरक्त इमेजिंग से साक्ष्य के साथ तारे की धूल भरी डिस्क के अवलोकन को जोड़ता है। शोधकर्ताओं ने सिस्टम की उम्र लगभग दस लाख साल या उससे कम रखी है। नेशनल एरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन (National Aeronautics and Space Administration) इसे अब तक खोजा गया सबसे कम उम्र का ज्ञात ग्रह बताता है। यह दावा वर्तमान टिप्पणियों और उम्र के अनुमानों पर निर्भर करता है। अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि खगोलविद एक विशाल ग्रह की जांच कर सकते हैं जबकि गठन जारी है। उन्हें केवल एक परिपक्व प्रणाली से इसके जन्म का पुनर्निर्माण करने की आवश्यकता नहीं है।
एक ग्रह-निर्माण डिस्क के भीतर एक ग्रह
युवा तारे गैस और धूल की घूर्णन डिस्क से घिरे हो सकते हैं। इन्हें प्रोटोप्लैनेटरी डिस्क (protoplanetary discs) कहा जाता है क्योंकि वे सामग्री प्रदान करते हैं जिससे ग्रह बन सकते हैं। धूल जमा हो सकती है, ठोस पिंड बढ़ सकते हैं और पर्याप्त विशाल पिंड गैस इकट्ठा कर सकते हैं। Elias 2-24 b ऐसी डिस्क से जुड़ा हुआ है। इसलिए यह एक प्रारंभिक अवस्था का दृश्य प्रस्तुत करता है जिसे सीधे देखना मुश्किल है।
तारे को Elias 2-24 कहा जाता है, जबकि Elias 2-24 b में लोअर-केस अक्षर ग्रह की पहचान करता है। अक्षर का मतलब यह नहीं है कि ग्रह में पृथ्वी जैसे गुण हैं। अवलोकन इसके बजाय एक युवा विशाल ग्रह की ओर इशारा करते हैं। यह लगभग 55 खगोलीय इकाइयों की दूरी पर परिक्रमा करता है। एक खगोलीय इकाई औसत पृथ्वी-सूर्य दूरी है, इसलिए अलगाव इसे पृथ्वी के कक्षीय पैमाने से काफी दूर रखता है।
धूल में एक अंतर से एक ग्रहीय पहचान तक
चिली (Chile) में अटाकामा लार्ज मिलीमीटर/सबमिलीमीटर एरे (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) के साथ अवलोकन ने डिस्क में एक संकीर्ण अंतर दिखाया। ऐसा अंतराल यह सुझाव दे सकता है कि एक परिक्रमा करने वाला पिंड आसपास की सामग्री को परेशान कर रहा है। हालांकि, अकेले एक अंतर यह साबित नहीं करता है कि कोई ग्रह मौजूद है। अन्य प्रक्रियाएं डिस्क की उपस्थिति को बदल सकती हैं। इसलिए खगोलविदों को संबंधित स्थान पर एक वस्तु के साक्ष्य की आवश्यकता थी, न कि केवल आकार के लिए एक आकर्षक स्पष्टीकरण।
जांच ने वेरी लार्ज टेलीस्कोप (Very Large Telescope) और डब्ल्यू. एम. केक वेधशाला (W. M. Keck Observatory) से टिप्पणियों को एक साथ लाया। केक के काम में इन्फ्रारेड इमेजिंग का इस्तेमाल किया गया, जिसमें मूल रूप से 2018 और 2020 में एकत्र किए गए अवलोकन शामिल थे। समय के साथ अवलोकनों की तुलना करने से यह परीक्षण करने में मदद मिली कि क्या उम्मीदवार युवा तारे से जुड़ा था। यह मायने रखता है क्योंकि प्रकाश का एक स्पष्ट बिंदु अन्यथा एक असंबंधित पृष्ठभूमि स्रोत या छवि प्रसंस्करण के दौरान बनाई गई एक कलाकृति हो सकता है।
बहुत उज्जवल तारे के पास धुंधले ग्रह का पता लगाना तकनीकी रूप से मांग वाला है। एक कोरोनाग्राफ (coronagraph) तारे के प्रकाश के कुछ हिस्से को दबा देता है ताकि आस-पास की धुंधली संरचनाओं का पता लगाना आसान हो जाए। एडेप्टिव ऑप्टिक्स पृथ्वी के वायुमंडल द्वारा उत्पादित विकृतियों को ठीक करता है। इन्फ्रारेड अवलोकन उपयोगी हैं क्योंकि युवा ग्रह गर्म रह सकते हैं और इन तरंग दैर्ध्य पर दृढ़ता से उत्सर्जित कर सकते हैं। इनमें से कोई भी तकनीक अलगाव में काम नहीं करती है: विश्वसनीयता संयुक्त टिप्पणियों और विश्लेषण से आती है।
इसका द्रव्यमान और उम्र शोधकर्ताओं को क्या बताती है
अध्ययन मॉडल के एक निर्दिष्ट सेट के तहत बृहस्पति के द्रव्यमान से लगभग 1.9 से 4 गुना अधिक द्रव्यमान का अनुमान लगाता है। यह ग्रह का सीधा वजन नहीं है। अनुमान इस बात पर निर्भर करता है कि बहुत युवा वस्तु की चमक उसकी उम्र और द्रव्यमान से कैसे संबंधित है। ग्रह पर अभी भी गिरने वाली सामग्री भी प्रकाश का योगदान कर सकती है। पेपर स्पष्ट रूप से इस अभिवृद्धि के बारे में मान्यताओं को नोट करता है, इसलिए संख्यात्मक सीमा को मॉडल-आश्रित समझा जाना चाहिए।
उम्र का अनुमान भी युवाओं के बारे में दावे के केंद्र में है। खगोलविदों ने युवा तारकीय प्रणालियों के गुणों और विकास से उम्र का अनुमान लगाया है। Elias 2-24 b को सबसे कम उम्र का ज्ञात खोजा गया ग्रह कहने का मतलब यह नहीं है कि कम उम्र के ग्रह कहीं और मौजूद नहीं हो सकते हैं। इसका अर्थ है कि यह वस्तु वर्तमान में पहचाने गए और विशेषता वाले ग्रहों के बीच एक असामान्य रूप से प्रारंभिक अवस्था में है। नए अवलोकन या संशोधित आयु मॉडल उस तुलना को बदल सकते हैं।
विशाल ग्रह कैसे बढ़ते हैं इसका एक परीक्षण
विशाल-ग्रह के निर्माण के लिए एक प्रमुख स्पष्टीकरण कोर अभिवृद्धि (core accretion) है। ठोस सामग्री पहले एक पर्याप्त कोर बनाती है। बढ़ता हुआ पिंड तब अपने परिवेश से एक बड़ा गैसीय आवरण एकत्र कर सकता है। एक अन्य प्रस्तावित मार्ग में एक पर्याप्त अस्थिर डिस्क शामिल है जो स्वयं-गुरुत्वाकर्षण वाले गुच्छों में टूट जाती है। ये तंत्र विभिन्न स्थितियों और समय सीमाओं की भविष्यवाणी करते हैं। डिस्क मौजूद रहने के दौरान एक ग्रह को खोजने से शोधकर्ताओं को उन भविष्यवाणियों की अधिक सीधे जांच करने की अनुमति मिलती है।
लेखक कोर अभिवृद्धि के माध्यम से तेजी से विकास के प्रमाण के रूप में Elias 2-24 b की व्याख्या करते हैं। एक संकीर्ण अंतराल के भीतर इसका स्थान ग्रह को आसपास की डिस्क में परिवर्तन के साथ जोड़ने में मदद करता है। हालांकि, सिस्टम ग्रहों के निर्माण की पूरी फिल्म नहीं है। खगोलविद एक सीमित अवधि का निरीक्षण करते हैं और भौतिक मॉडल के साथ इसकी तुलना करते हैं। निरंतर निगरानी से गति, द्रव्यमान और उस दर के अनुमान में सुधार हो सकता है जिस पर सामग्री ग्रह तक पहुंचती है।
निष्कर्ष
Elias 2-24 b मूल्यवान है क्योंकि यह सीधे तौर पर खोजी गई एक युवा वस्तु को अभी भी ग्रह निर्माण में शामिल डिस्क से जोड़ता है। इसकी अनुमानित उम्र इसे एक असामान्य रूप से शुरुआती उदाहरण बनाती है, जबकि इसका अनिश्चित द्रव्यमान नवजात ग्रहों के अध्ययन की चुनौतियों को दर्शाता है। खोज गठन मॉडल का परीक्षण करने के अवसरों को मजबूत करती है। इसका महत्व एक अस्थायी आयु रैंकिंग या मॉडल-आधारित द्रव्यमान अनुमान को एक अपरिवर्तनीय रिकॉर्ड के रूप में मानने पर निर्भर नहीं करता है।