కొంతమంది పిల్లలు భౌతికంగా తమ తల్లిదండ్రులను పోలినట్లే, అభివృద్ధి చెందుతున్న గ్రహాలు వారికి జన్మనిచ్చే వాయువు మరియు ధూళి యొక్క స్విర్లింగ్ డిస్క్‌ను పోలి ఉండాలని చాలా మంది శాస్త్రవేత్తలు చాలా కాలంగా భావించారు.
కానీ, ఒక కొత్త అధ్యయనంలో, నార్త్‌వెస్ట్రన్ విశ్వవిద్యాలయం నేతృత్వంలోని ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్తల బృందం గతంలో అనుకున్నదానికంటే సారూప్యత వదులుగా ఉండవచ్చని కనుగొన్నారు. ఇప్పటికీ ఏర్పడే ఎక్సోప్లానెట్ మరియు దాని చుట్టుపక్కల నాటల్ డిస్క్‌ను అధ్యయనం చేయడం ద్వారా, డిస్క్‌లోని వాయువులతో పోలిస్తే గ్రహం యొక్క వాతావరణంలో వాయువుల సరిపోలని కూర్పును పరిశోధకులు కనుగొన్నారు.
ఆశ్చర్యకరమైన అన్వేషణ శాస్త్రవేత్తల ప్రస్తుత గ్రహం ఏర్పడే నమూనా చాలా సరళంగా ఉందని దీర్ఘకాలంగా ఉన్న సంశయవాదాన్ని ధృవీకరిస్తుంది.
ఈ అధ్యయనం బుధవారం (డిసెంబర్ 18)లో ప్రచురించబడుతుంది ఆస్ట్రోఫిజికల్ జర్నల్ లెటర్స్. భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ఒక ఎక్సోప్లానెట్, దాని నాటల్ డిస్క్ మరియు హోస్ట్ స్టార్ నుండి సమాచారాన్ని పోల్చడం ఇదే మొదటిసారి.
“పరిశీలనాత్మక ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్తల కోసం, గ్రహాల నిర్మాణం గురించి విస్తృతంగా ఆమోదించబడిన ఒక చిత్రం చాలా సరళీకృతం చేయబడవచ్చు” అని అధ్యయనానికి నాయకత్వం వహించిన నార్త్ వెస్ట్రన్ యొక్క చిహ్-చున్ “డినో” హ్సు చెప్పారు. “ఆ సరళీకృత చిత్రం ప్రకారం, గ్రహం యొక్క వాతావరణంలో కార్బన్ మరియు ఆక్సిజన్ వాయువుల నిష్పత్తి దాని జన్మ డిస్క్‌లోని కార్బన్ మరియు ఆక్సిజన్ వాయువుల నిష్పత్తికి సరిపోలాలి — గ్రహం దాని డిస్క్‌లోని వాయువుల ద్వారా పదార్థాలను సంగ్రహిస్తుంది. బదులుగా, మేము ఒక గ్రహాన్ని కనుగొన్నాము. దాని డిస్క్‌తో పోలిస్తే కార్బన్ మరియు ఆక్సిజన్ నిష్పత్తి చాలా తక్కువగా ఉన్నందున, గ్రహం ఏర్పడే చిత్రం కూడా ఉందనే అనుమానాలను మేము నిర్ధారించగలము సరళీకృతం చేయబడింది.”
Hsu సెంటర్ ఫర్ ఇంటర్ డిసిప్లినరీ ఎక్స్‌ప్లోరేషన్ అండ్ రీసెర్చ్ ఇన్ ఆస్ట్రోఫిజిక్స్ (CIERA)లో పోస్ట్‌డాక్టోరల్ అసోసియేట్. అతనికి నార్త్‌వెస్ట్రన్‌లోని వీన్‌బెర్గ్ కాలేజ్ ఆఫ్ ఆర్ట్స్ అండ్ సైన్సెస్‌లో ఫిజిక్స్ మరియు ఖగోళ శాస్త్ర అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్ మరియు CIERA సభ్యుడు జాసన్ వాంగ్ సలహా ఇచ్చారు.
కనిపించే బర్త్ మెటీరియల్ కోసం వెతుకుతోంది
అన్ని గ్రహాలు జనన డిస్క్ నుండి పుట్టాయి, కొత్త నక్షత్రాన్ని చుట్టుముట్టే వాయువు మరియు ధూళి యొక్క భ్రమణ డిస్క్. మిలియన్ల సంవత్సరాలలో, గురుత్వాకర్షణ వాయువు మరియు ధూళిని కలిపి గుబ్బలుగా ఏర్పరుస్తుంది, ఇవి చివరికి గ్రహాలుగా పెరుగుతాయి. ఇటీవలి వరకు, గ్రహం యొక్క జననాన్ని ట్రాక్ చేయడానికి జన్మ డిస్క్ యొక్క ప్రత్యక్ష వీక్షణను పొందడం అసాధ్యం. చాలా పరిశీలించదగిన ఎక్సోప్లానెట్‌లు చాలా పాతవి, కాబట్టి వాటి జనన డిస్క్‌లు ఇప్పటికే అదృశ్యమయ్యాయి.
మినహాయింపు, అయితే, PDS 70, ఇది జూపిటర్ మాదిరిగానే — PDS 70b మరియు PDS 70c అని పిలువబడే రెండు అభివృద్ధి చెందుతున్న గ్యాస్-జెయింట్ ఎక్సోప్లానెట్‌లను కప్పి ఉంచే నాటల్ డిస్క్. సెంటారస్ రాశిలో భూమి నుండి కేవలం 366 మిలియన్ కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో ఉన్న ఈ గ్రహాలు గరిష్టంగా 5 మిలియన్ సంవత్సరాల యవ్వనాన్ని కలిగి ఉన్నాయి.
“ఇది రెండు గ్రహాలు ఇంకా ఏర్పడటం అలాగే అవి ఏర్పడిన పదార్థాలను మనం చూసే వ్యవస్థ” అని వాంగ్ చెప్పారు. “మునుపటి అధ్యయనాలు ఈ గ్యాస్ డిస్క్‌ను దాని కూర్పును అర్థం చేసుకోవడానికి విశ్లేషించాయి. మేము మొదటిసారిగా, ఇప్పటికీ ఏర్పడే గ్రహం యొక్క కూర్పును కొలవగలిగాము మరియు డిస్క్‌లోని పదార్థాలతో పోలిస్తే గ్రహంలోని పదార్థాలు ఎంత సారూప్యంగా ఉన్నాయో చూడగలిగాము. .”
గ్రహాల వేలిముద్రలను పరిశీలిస్తున్నారు
పదార్థాలను కొలవడానికి, Hsu, వాంగ్ మరియు వారి బృందం PDS 70b నుండి వెలువడే కాంతిని పరిశీలించారు. ఈ కాంతి, లేదా స్పెక్ట్రా, వేలిముద్ర లాంటిది, వస్తువు యొక్క కూర్పు, చలనం, ఉష్ణోగ్రత మరియు ఇతర లక్షణాలను వెల్లడిస్తుంది. ప్రతి అణువు లేదా మూలకం దాని స్వంత వర్ణపటాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. కాబట్టి, ఈ స్పెక్ట్రాను అధ్యయనం చేయడం ద్వారా, పరిశోధకులు ఒక వస్తువులోని నిర్దిష్ట అణువులు లేదా మూలకాలను గుర్తించగలరు.
మునుపటి పనిలో, వాంగ్ కొత్త ఫోటోనిక్స్ సాంకేతికతలను సహ-అభివృద్ధి చేసారు, ఇది ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు చాలా ప్రకాశవంతమైన నక్షత్రాల దగ్గర లక్ష్యంగా ఉన్న మందమైన వస్తువుల వర్ణపటాన్ని సంగ్రహించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. యువ గ్రహ వ్యవస్థ యొక్క మందమైన లక్షణాలను సున్నా చేయడానికి పరిశోధకులు ఈ పద్ధతిని ఉపయోగించారు.
“ఈ కొత్త సాధనాలు నిజంగా ప్రకాశవంతమైన వస్తువుల పక్కన మందమైన వస్తువుల యొక్క నిజంగా వివరణాత్మక స్పెక్ట్రాను తీసుకోవడాన్ని సాధ్యం చేస్తాయి” అని వాంగ్ చెప్పారు. “ఎందుకంటే ఇక్కడ సవాలు ఏమిటంటే నిజంగా ప్రకాశవంతమైన నక్షత్రం పక్కన నిజంగా మందమైన గ్రహం ఉంది. దాని వాతావరణాన్ని విశ్లేషించడానికి గ్రహం యొక్క కాంతిని వేరుచేయడం కష్టం.”
స్పెక్ట్రాతో, పరిశోధకులు PDS 70b నుండి కార్బన్ మోనాక్సైడ్ మరియు నీటి గురించి సమాచారాన్ని పొందారు. దాని నుండి, వారు గ్రహం యొక్క వాతావరణంలో కార్బన్ మరియు ఆక్సిజన్ యొక్క ఊహించిన నిష్పత్తిని లెక్కించారు. అప్పుడు, వారు ఆ నిష్పత్తిని డిస్క్‌లోని వాయువుల గతంలో నివేదించిన కొలతలతో పోల్చారు.
“గ్రహంలోని కార్బన్-టు-ఆక్సిజన్ నిష్పత్తి డిస్క్‌కు సమానంగా ఉంటుందని మేము మొదట్లో ఊహించాము” అని Hsu చెప్పారు. “కానీ, బదులుగా, గ్రహంలోని ఆక్సిజన్‌కు సంబంధించి కార్బన్ డిస్క్‌లోని నిష్పత్తి కంటే చాలా తక్కువగా ఉందని మేము కనుగొన్నాము. అది కొంచెం ఆశ్చర్యంగా ఉంది మరియు గ్రహం ఏర్పడటానికి మా విస్తృతంగా ఆమోదించబడిన చిత్రం చాలా సరళంగా ఉందని ఇది చూపిస్తుంది.”
ఘన భాగాలు వ్యత్యాసాన్ని కలిగిస్తాయి
ఈ అసమతుల్యతను వివరించడానికి, హ్సు మరియు వాంగ్ రెండు వేర్వేరు దృశ్యాలు ఆడవచ్చని భావిస్తున్నారు. ఒక వివరణ ఏమిటంటే, గ్రహం దాని డిస్క్ కార్బన్‌తో సుసంపన్నం కావడానికి ముందే ఏర్పడి ఉండవచ్చు. మరొక వివరణ ఏమిటంటే, వాయువులతో పాటు పెద్ద మొత్తంలో ఘన పదార్థాలను గ్రహించడం ద్వారా గ్రహం ఎక్కువగా పెరిగి ఉండవచ్చు. స్పెక్ట్రా కేవలం వాయువులను మాత్రమే చూపుతుంది, మొదట్లో కొన్ని కార్బన్ మరియు ఆక్సిజన్‌లు ఘనపదార్థాల నుండి సేకరించబడతాయి — మంచు మరియు ధూళిలో చిక్కుకున్నాయి.
“గ్రహం ప్రాధాన్యంగా మంచు మరియు ధూళిని గ్రహిస్తే, ఆ మంచు మరియు ధూళి గ్రహం లోకి వెళ్ళే ముందు ఆవిరైపోయేవి” అని వాంగ్ చెప్పారు. “కాబట్టి, మనం కేవలం గ్యాస్ మరియు గ్యాస్‌ను పోల్చలేమని ఇది మాకు చెబుతోంది. ఘన భాగాలు కార్బన్ మరియు ఆక్సిజన్ నిష్పత్తిలో పెద్ద వ్యత్యాసాన్ని కలిగి ఉండవచ్చు.”
ఈ అధ్యయనం కోసం, బృందం PDS 70bని మాత్రమే అధ్యయనం చేసింది. తరువాత, వారు PDS 70 సిస్టమ్‌లోని ఇతర గ్రహం నుండి స్పెక్ట్రాను పరిశీలించాలని ప్లాన్ చేస్తున్నారు.
“ఈ రెండు గ్రహాలను కలిసి అధ్యయనం చేయడం ద్వారా, వ్యవస్థ యొక్క నిర్మాణ చరిత్రను మనం మరింత బాగా అర్థం చేసుకోగలము” అని హెచ్సు చెప్పారు. “కానీ, ఇది కేవలం ఒక వ్యవస్థ మాత్రమే. ఆదర్శవంతంగా, గ్రహాలు ఎలా ఏర్పడతాయో బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి మనం వాటిలో మరిన్నింటిని గుర్తించాలి.”
“PDS 70b స్టెల్లార్ లాంటి కార్బన్-టు-ఆక్సిజన్ నిష్పత్తిని చూపుతుంది” అనే అధ్యయనానికి హైసింగ్-సైమన్స్ ఫౌండేషన్, సైమన్స్ ఫౌండేషన్ మరియు నేషనల్ సైన్స్ ఫౌండేషన్ మద్దతు ఇచ్చాయి.
