वेब ज्वारीय रूप से बंद एक्सोप्लैनेट पर मौसम को मापता है

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एक्सोप्लैनेट वायुमंडल की अधिक विस्तार से खोज करना एक ऐसा कार्य था जिसे ग्रह वैज्ञानिकों ने लंबे इंतजार के दौरान प्रत्याशित किया था जब जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) विकास में था। अब आखिरकार उनका धैर्य जवाब दे रहा है. JWST से डेटा का उपयोग करके एक्सोप्लैनेट वातावरण की खोज के बारे में खबरें लगभग हर हफ्ते एक शोध समूह या किसी अन्य से आ रही हैं, और यह सप्ताह कोई अपवाद नहीं है। कुछ दर्जन संस्थानों के लेखकों द्वारा नेचर में प्रकाशित एक पेपर में पहली बार ज्वार से बंद ग्रह के “सुबह” और “शाम” पक्षों के बीच वायुमंडलीय अंतर का वर्णन किया गया है।

सबसे पहले, आइए स्पष्ट करें कि “सुबह” और “शाम” पक्षों का क्या अर्थ है। ज्वारीय रूप से बंद ग्रह घूमते नहीं हैं, इसलिए एक गोलार्ध लगातार ग्रह के तारे का सामना करता है। इस प्रकार, ग्रह का एक हिस्सा हमेशा ऐसा होता है जहां “सुबह” होती दिखाई देती है, और तारा मुश्किल से ही क्षितिज के ऊपर पहुंचता है। वैकल्पिक रूप से, ग्रह का एक हिस्सा है जहां ऐसा लगता है कि “शाम” हो रही है, जहां तारा फिर से क्षितिज पर मुश्किल से ही चरम पर है, लेकिन ऐसा प्रतीत होता है कि वह अस्त हो रहा है।

आमतौर पर, पृथ्वी पर, हम सुबह के समय तारे को पूर्वी दिशा में उभरते हुए देखते हैं, जबकि शाम के समय तारे को पश्चिमी आकाश में स्थापित होते हुए देखते हैं। हालाँकि, एक्सोप्लैनेट कभी-कभी हमारे सौर मंडल के ग्रहों से विपरीत दिशा में घूमते हैं, इसलिए मानसिक मॉडल हमेशा उनके लिए काम नहीं करता है।

WASP-34b के लिए JWST प्रकाश वक्र, स्पष्ट रूप से तारे की चमक में गिरावट को दर्शाता है क्योंकि ग्रह इसके सामने से गुजरता है।
श्रेय – NASA / ESA / CSA / R. क्रॉफर्ड (STScI)

यह भी महत्वपूर्ण है कि ग्रह के “सुबह” और “शाम” पक्षों को “दिन” और “रात” पक्षों के साथ भ्रमित न किया जाए। दिन की ओर, तारे की पूरी शक्ति ग्रह को प्रभावित करती है, लेकिन रात की ओर, तारा कभी भी दिखाई नहीं देता है। ऐसे ग्रह पर तापमान का अंतर बड़े पैमाने पर होता है, और हमारे सौर मंडल में हमारे द्वारा अनुभव किए गए किसी भी अनुभव की तुलना में कहीं अधिक चरम मौसम का कारण बनता है।

सबसे अधिक अध्ययन किए गए एक्सोप्लैनेट में से एक, WASP-39b का मामला भी यही है। यह एक “गर्म बृहस्पति” है और हमारे सौर मंडल के सबसे बड़े ग्रह के आकार का लगभग 1.3 गुना है, हालांकि इसका द्रव्यमान शनि के समान ही है। यह 700 प्रकाश वर्ष दूर है और ज्वारीय रूप से अपने तारे से घिरा हुआ है।

एक्सोप्लैनेट शिकारी ने 2011 में इसकी खोज के बाद से इस एक्सोप्लैनेट का गहनता से अध्ययन किया है। यह JWST के पहले एक्सोप्लैनेट अनुसंधान का लक्ष्य था जब इसने विज्ञान संचालन शुरू किया था। तब से, उन्होंने कई दिलचस्प खोजें की हैं, और नेचर पेपर एक नई खोज का वर्णन करता है – कि WASP-39b का “सुबह” वाला भाग इसके “शाम” वाले भाग की तुलना में कुछ सौ डिग्री ठंडा है।

फ़्रेज़र विशेषज्ञ डॉ. जोआना बारस्टो के साथ बाह्य ग्रह के वातावरण पर चर्चा करते हैं।

यह तापमान विसंगति संभवतः ग्रह पर वायुमंडलीय स्थितियों के कारण ही है। पेपर के लेखकों का मानना ​​है कि ग्रह पर बेहद तेज़ हवा है जो दिन से रात तक हजारों मील प्रति घंटे की रफ़्तार से चलती है। हवा दिन की ओर से शाम की ओर से रात की ओर, फिर सुबह की ओर से दिन की ओर घूमती है।

तो, अनिवार्य रूप से, सुबह की ओर “हवा” प्राप्त होती है जो ग्रह की रात की ओर यात्रा करते समय ठंडी हो गई है। हालाँकि, वह हवा अभी भी 600 C (1,150 F) की तेज गर्मी है। हालाँकि, शाम का तापमान 800 C (1,450 F) से अधिक गर्म होता है, जो हमारे सौर मंडल के किसी भी ग्रह पर पाई जाने वाली किसी भी स्थिति से कहीं अधिक गर्म होता है।

सैकड़ों प्रकाश वर्ष दूर एक एक्सोप्लैनेट पर इस तरह के तापमान अंतर का पता लगाना एक प्रभावशाली तकनीकी उपलब्धि है, और अध्ययन के प्रमुख लेखक, नेस्टर एस्पिनोज़ा, इसे सक्षम करने के लिए JWST की क्षमताओं को श्रेय देते हैं। दूरबीन ने ग्रह को उस समय भी देखा जब वह अपने तारे के सामने से गुजर रहा था, और तब भी जब वह उसके बगल में था और अपना स्वयं का, बेशक बहुत हल्का, प्रकाश उत्सर्जित कर रहा था।

जेडब्ल्यूएसटी ने एक अलग एक्सोप्लैनेट वातावरण में मीथेन पाया, जैसा कि फ्रेजर ने इस वीडियो में बताया है।

वे ग्रह के वायुमंडल के माध्यम से फ़िल्टर किए गए तारे के प्रकाश के बीच अंतर कर रहे थे और जब कोई फ़िल्टर्ड तारे का प्रकाश नहीं आ रहा था तो शोधकर्ताओं ने तापमान का अनुमान लगाने की अनुमति दी। JWST इतना संवेदनशील है कि वे “सुबह” पक्ष को “शाम” पक्ष से अलग करने के लिए डेटा को अर्ध-वृत्तों में विभाजित करने में भी सक्षम थे। उन्होंने यह भी देखा कि “शाम” वाला भाग थोड़ा फूला हुआ था, जो दर्शाता है कि यह अपने समकक्ष की तुलना में अधिक गर्म था।

लेखकों ने भविष्य के एक्सोप्लैनेट वायुमंडल का अध्ययन करने के लिए आधार के रूप में WASP-39b का उपयोग करने की योजना बनाई है, और JWST के डेटासेट में देखने के लिए और भी बहुत कुछ है। इसके अलावा, डेटा संग्रह का एक और दौर, वेब साइकिल 2 जनरल ऑब्जर्वर प्रोग्राम 3969, अन्य गर्म बृहस्पति के वायुमंडल पर भी ध्यान केंद्रित करेगा। अंततः, ग्रह वैज्ञानिकों को अपने डेटा के ख़ज़ाने के लिए अब और इंतज़ार नहीं करना पड़ेगा।

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मुख्य छवि:
WASP-39b की कलाकार अवधारणा।
श्रेय: NASA, ESA, CSA, आर. क्रॉफर्ड (STScI)

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