जेम्स वेब टेलीस्कोप ने अल्ट्रा-हॉट चट्टानी एक्सोप्लैनेट TOI-561 b के लिए घने वातावरण का पता लगाया

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) ने TOI-561 b नामक चट्टानी एक्सोप्लैनेट के चारों ओर एक महत्वपूर्ण वातावरण के अस्तित्व के सबसे ठोस प्रमाण प्रस्तुत किए हैं। यह खोज उन स्थापित धारणाओं को चुनौती देती है जिनके अनुसार इतने करीब परिक्रमा करने वाले छोटे ग्रह तीव्र तारकीय विकिरण के कारण अपनी गैसीय परतों को बनाए रखने में असमर्थ होते हैं।

TOI-561 b, जिसे एक अल्ट्रा-हॉट सुपर-अर्थ के रूप में वर्गीकृत किया गया है, पहली बार 2020 में खोजा गया था। अनुमान है कि यह ज्ञात ग्रहों में से सबसे प्राचीन है, जिसका निर्माण लगभग 10 अरब वर्ष पहले हुआ था। इस ग्रह का दायरा पृथ्वी के व्यास से लगभग 1.4 गुना अधिक है। यह अपनी मूल तारे की परिक्रमा मात्र 11 घंटे से भी कम समय में पूरी कर लेता है, जो इसे अल्ट्रा-शॉर्ट पीरियड (USP) एक्सोप्लैनेट के दुर्लभ समूह में रखता है। यह तारा एक नारंगी बौना है, जो सूर्य से लगभग दो से तीन गुना अधिक पुराना है। ग्रह अपने तारे के इतने करीब परिक्रमा करता है कि यह ज्वारीय रूप से बंधा हुआ है, जिसका अर्थ है कि इसका एक हिस्सा हमेशा तारे की ओर उन्मुख रहता है।

कारनेगी इंस्टीट्यूशन के अर्थ एंड प्लैनेट्स लेबोरेटरी की जोहाना टेस्के के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की टीम ने JWST के NIRSpec स्पेक्ट्रोग्राफ का उपयोग करके ग्रह के दिन के हिस्से के तापमान को उसकी निकट-अवरक्त चमक के आधार पर मापा। यदि TOI-561 b एक नंगी चट्टान होती, तो उसके दिन के हिस्से का तापमान लगभग 2700 डिग्री सेल्सियस (4900 डिग्री फ़ारेनहाइट) होना चाहिए था। हालांकि, मई 2024 में किए गए अवलोकनों ने इससे काफी कम तापमान दर्ज किया—केवल 1800 डिग्री सेल्सियस (3200 डिग्री फ़ारेनहाइट)। यह अप्रत्याशित रूप से कम तापीय अंतर सबसे अच्छी तरह से एक महत्वपूर्ण, वाष्पशील-समृद्ध गैसीय आवरण की उपस्थिति से समझाया जा सकता है जो गर्मी को पुनर्वितरित कर रहा है।

ग्रोनिंगन विश्वविद्यालय के सह-लेखक टिम लिचटेनबर्ग ने सुझाव दिया कि यह ग्रह पृथ्वी की तुलना में अधिक वाष्पशील पदार्थों से भरा हुआ एक 'गीला लावा गोला' जैसा हो सकता है। इस ग्रह का असामान्य रूप से कम घनत्व केवल इसकी आंतरिक संरचना, जैसे कि एक छोटा लौह कोर और कम घनत्व वाले सिलिकेट्स का मेंटल, से ही पूरी तरह से स्पष्ट नहीं होता है। TOI-561 तारा धातु-गरीब है, जो इंगित करता है कि ग्रह का निर्माण सौर मंडल के ग्रहों की तुलना में एक अलग रासायनिक वातावरण में हुआ था। वैज्ञानिकों का मानना है कि यह संरचना उन ग्रहों का प्रतिनिधित्व कर सकती है जो तब बने थे जब ब्रह्मांड अपेक्षाकृत युवा था।

बर्मिंघम विश्वविद्यालय की डॉ. अंजलि पिएट के अनुसार, सभी अवलोकनों की व्याख्या के लिए वातावरण का होना आवश्यक है, क्योंकि शक्तिशाली हवाएं गर्मी को रात की ओर स्थानांतरित कर सकती हैं। शोधकर्ताओं का अनुमान है कि एक संतुलन मौजूद है जहां मैग्मा महासागर और वातावरण के बीच गैसें उत्सर्जित और अवशोषित हो रही हैं। शोधकर्ता गर्मी के परिसंचरण का मानचित्रण करने और वायुमंडलीय संरचना को और अधिक स्पष्ट करने के लिए JWST के 37 घंटे से अधिक के अवलोकन डेटा का उपयोग करने की योजना बना रहे हैं। इस अध्ययन के निष्कर्ष द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में प्रकाशित किए गए थे। कार्य की सह-लेखक निकोल वॉलाक का कहना है कि यह खोज 'अति-लघु अवधि वाले ग्रहों के बारे में स्थापित विचारों को उलट देती है।'