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डस्टी स्टार सिस्टम के दुष्ट गैलरी में एक्सोप्लैनेट नर्सरी का पता चलता है

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युवा सितारों के आसपास धूल के छल्ले (छवि स्रोत: थॉमस एस्पोसिटो द्वारा यूसी बर्कले छवि)

खगोलविदों ने अपने प्रमुख ग्रह-निर्माण वर्षों के दौरान तारकीय प्रणालियों के आकार और आकारों की शानदार विविधता को प्रदर्शित करते हुए, युवा सितारों के आसपास मलबे की डिस्क की तेज, विस्तृत छवियों का सबसे बड़ा संग्रह जारी किया है। सभी चित्र ग्रहों के प्रमाण दिखाते हैं।

छवियों को एक सटीक उपकरण द्वारा चार साल की अवधि में प्राप्त किया गया था, मिथुन ग्रह इमेजर (GPI), चिली में 8-मीटर मिथुन दक्षिण दूरबीन पर रखा गया था। जीपीआई वायुमंडलीय कलंक को हटाने के लिए अत्याधुनिक अनुकूली प्रकाशिकी प्रणाली का उपयोग करता है, जिससे इनमें से कई डिस्क की सबसे तेज छवियां मिलती हैं।

जीपीआई जैसे ग्राउंड-आधारित उपकरण, जो हवाई में जेमिनी नॉर्थ टेलीस्कोप से उत्तरी आकाश में समान टिप्पणियों का संचालन करने के लिए उन्नत किया जा रहा है, संदिग्ध मलबे डिस्क के साथ सितारों को स्क्रीन करने का एक तरीका हो सकता है जो यह निर्धारित करने के लिए अधिक शक्तिशाली, लेकिन महंगा है। , ग्रहों को खोजने के लिए दूरबीन – विशेष रूप से, रहने योग्य ग्रह।

कई 20-, 30- और 40-मीटर दूरबीन, जैसे कि विशालकाय मैगलन टेलीस्कोप और अत्यधिक बड़े टेलीस्कोप, अगले दो दशकों में ऑनलाइन आएंगे, जबकि जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप की परिक्रमा 2021 में शुरू होने की उम्मीद है।

“ग्रहों की तुलना में धूल से भरी डिस्क का पता लगाना अक्सर आसान होता है, इसलिए आप पहले धूल का पता लगाते हैं और फिर आप अपने जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप या अपने नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप को उन सिस्टम पर इंगित करना जानते हैं, जो सितारों की संख्या में कटौती करते हैं। आपको पहले स्थान पर इन ग्रहों को खोजने के लिए बहना होगा, “कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में एक पोस्टडॉक्टरल फेलो टॉम एस्पोसिटो ने कहा।

एस्पोसिटो एक पेपर के पहले लेखक हैं जो 15 जून को द एस्ट्रोनॉमिकल जर्नल में सामने आए परिणामों का वर्णन करते हैं।
छवियों में मलबे डिस्क हमारे सौर मंडल में कुइपर बेल्ट के बराबर हैं, पृथ्वी की तुलना में सूर्य से लगभग 40 गुना दूर एक घर्षण क्षेत्र – नेपच्यून की कक्षा से परे – और चट्टानों, धूल और बर्फ से भरा हुआ है जो कभी नहीं हमारे सौर मंडल के किसी भी ग्रह का हिस्सा बन गया।

बेल्ट से बर्फ और चट्टान की गेंदें – समय-समय पर आंतरिक सौर मंडल के माध्यम से स्वीप करती हैं, कभी-कभी पृथ्वी पर कहर बरपाती हैं, लेकिन पानी, कार्बन और ऑक्सीजन जैसी जीवन-संबंधी सामग्री भी वितरित करती हैं।

मिथुन ग्रह इमेजर (जीपीआई) द्वारा प्राप्त मलबे के 26 चित्रों में से, 25 में केंद्रीय तारे के चारों ओर ‘छेद ’थे, जो संभवतया चट्टानों और धूल से घिरे ग्रहों द्वारा बनाए गए थे। 26 में से सात पहले अज्ञात थे; अन्य 19 के पहले के चित्र GPI से उतने तेज नहीं थे और अक्सर एक आंतरिक छेद का पता लगाने का संकल्प नहीं था। सर्वेक्षण में इस तरह के उच्च संकल्प पर मलबे डिस्क की संख्या दोगुनी हो गई है।

एस्पोसिटो, जो माउंटेन व्यू, कैलिफोर्निया में एक शोधकर्ता भी हैं, ने कहा, “हमने पाया कि चीजों में से एक यह है कि ये तथाकथित डिस्क आंतरिक क्लीयरिंग के साथ बजती हैं।”

“जीपीआई में स्टार के करीब के आंतरिक क्षेत्रों का एक स्पष्ट दृश्य था, जबकि अतीत में, हबल स्पेस टेलीस्कोप द्वारा अवलोकन और जमीन से पुराने उपकरण इसके चारों ओर छेद देखने के लिए स्टार के करीब पर्याप्त रूप से नहीं देख सकते थे,” उन्होंने कहा। एस्पोसिटो।

जीपीआई एक कोरोनोग्राफ को शामिल करता है जो तारे से प्रकाश को अवरुद्ध करता है, यह तारे से एक खगोलीय इकाई (एयू) के रूप में करीब से देखने की अनुमति देता है, या हमारे सूर्य से पृथ्वी की दूरी: 93 मिलियन मील।

जीपीआई ने 104 सितारों को लक्षित किया जो कि अवरक्त प्रकाश में असामान्य रूप से उज्ज्वल थे, यह दर्शाता है कि वे मलबे से घिरे थे जो तारे की रोशनी को दर्शाते हैं या तारे द्वारा गर्म होते हैं। छोटे धूल के कणों द्वारा बिखरे हुए निकट-अवरक्त प्रकाश में दर्ज उपकरण को आकार में एक मिलीमीटर (1 माइक्रोन) के लगभग हजारवें हिस्से में, मलबे की डिस्क में बड़ी चट्टानों के बीच टकराव का परिणाम होने की संभावना है।

“युवा मलबे डिस्क का कोई व्यवस्थित सर्वेक्षण नहीं किया गया है, एक ही उपकरण के साथ देख रहे हैं, एक ही अवलोकन मोड और विधियों का उपयोग करते हुए। हमने इन 26 मलबे डिस्क का पता लगाया, जो लगातार डेटा गुणवत्ता के साथ हैं, जहां हम वास्तव में टिप्पणियों की तुलना कर सकते हैं, कुछ। यह मलबे डिस्क सर्वेक्षण के मामले में अद्वितीय है, “एस्पोसिटो ने कहा।

सात मलबे डिस्क इस तरह से नकल करने से पहले कभी नहीं थे 13 सितारों के बीच एक साथ आगे बढ़ रहे थे, हालांकि मिल्की वे, एक समूह के सदस्यों को स्कॉर्पियस-सेंटोरस स्टेलर एसोसिएशन कहा जाता है, जो पृथ्वी के 100 और 140 पार्सेक या कुछ 400 प्रकाश के बीच स्थित है वर्षों।

“यह एकदम सही मछली पकड़ने की जगह जैसा है; हमारी सफलता की दर हमारे द्वारा किए गए किसी भी काम की तुलना में बहुत अधिक थी,” खगोलविद के एक UC बर्कले सहायक प्रोफेसर पॉल कालस ने कहा, जो कागज के दूसरे लेखक हैं। क्योंकि सभी सातों ऐसे तारे हैं जो एक ही क्षेत्र में एक ही समय में पैदा हुए थे, “वह समूह अपने आप में एक लघु-प्रयोगशाला है जहाँ हम कई परिस्थितियों में एक साथ विकसित होने वाली कई ग्रहों की नर्सरी के वास्तुकारों की तुलना और तुलना कर सकते हैं, कुछ ऐसा एस्पोसिटो ने कहा कि हम वास्तव में पहले नहीं थे।

देखे गए 104 तारों में से 75 में जीपीआई का पता लगाने वाले आकार या घनत्व की कोई डिस्क नहीं थी, हालांकि वे ग्रह निर्माण से बचे मलबे से अच्छी तरह से घिरे हो सकते हैं। तीन अन्य सितारों को विकास के पहले “प्रोटोप्लेनेटरी” चरण से संबंधित मेजबान डिस्क के लिए मनाया गया।

मलबे की सीमा व्यापक रूप से भिन्न होती है, लेकिन सबसे अधिक 20 और 100 एयू के बीच होती है। ये ऐसे तारे थे जो लाखों वर्ष से लेकर कुछ सौ मिलियन वर्ष तक के थे, जो ग्रहों के विकास के लिए बहुत गतिशील अवधि थे। अधिकांश सूर्य से बड़े और चमकीले थे।

वन स्टार, एचडी 156623, जिसमें मलबे डिस्क के केंद्र में छेद नहीं था, समूह में सबसे कम उम्र का था, जो ग्रहों के सिद्धांतों के साथ फिट बैठता है। प्रारंभ में, प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क अपेक्षाकृत एकसमान होनी चाहिए, लेकिन सिस्टम युग के अनुसार, ग्रह डिस्क के आंतरिक भाग को बनाते हैं और बाहर निकालते हैं।
“जब हम युवा परिस्थिति-संबंधी डिस्क की तरह दिखते हैं, जैसे कि प्रोटोप्लानरी डिस्क, जो कि विकास के एक पुराने चरण में हैं, जब ग्रह बन रहे हैं, या इससे पहले कि ग्रह बनना शुरू हुए हैं, तो उन क्षेत्रों में बहुत अधिक गैस और धूल होती है जहां हम ये छेद करते हैं।” पुराने मलबे डिस्क में, “एस्पोसिटो ने कहा। “कुछ ने समय के साथ उस सामग्री को हटा दिया है, और एक ऐसा तरीका है जो आप कर सकते हैं जो ग्रहों के साथ है।”

क्योंकि मलबे डिस्क से ध्रुवीकृत प्रकाश सैद्धांतिक रूप से खगोलविदों को धूल की संरचना बता सकता है, एस्पोसिटो मॉडल की भविष्यवाणी करने के लिए परिष्कृत करने की उम्मीद कर रहा है – विशेष रूप से, पानी का पता लगाने के लिए, जिसे जीवन के लिए एक शर्त माना जाता है।

कलास ने कहा कि इस तरह के अध्ययन से हमारे अपने सौर मंडल के बारे में सवाल का जवाब देने में मदद मिल सकती है।
“यदि आप 4.5 अरब वर्षों तक अपने स्वयं के सौर मंडल के लिए घड़ी को वापस डायल करते हैं, तो इनमें से कौन सी डिस्क थी? क्या हम एक संकीर्ण अंगूठी थे, या हम एक फजी बूँद थे?” उसने कहा। “यह जानने के लिए बहुत अच्छा होगा कि हमने अपने मूल को समझने के लिए पीछे क्या देखा। यह महान अनुत्तरित प्रश्न है।”

GPI और GPI एक्सोप्लैनेट सर्वेक्षण में 100 से अधिक शोधकर्ताओं ने योगदान दिया है, और 35 से अधिक मलबे डिस्क सर्वेक्षण के साथ शामिल थे। इस काम को नेशनल साइंस फाउंडेशन (AST-1518332), नेशनल एरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन (NNX15AC89G), और नेक्सस फॉर एक्सोप्लेनेट सिस्टम साइंस (NExSS), नासा के साइंस मिशन डायरेक्टोरेट (NNX15AD95G) द्वारा प्रायोजित एक शोध समन्वय नेटवर्क द्वारा समर्थित किया गया था।

NSF का NOIRLab (नेशनल ऑप्टिकल-इन्फ्रारेड एस्ट्रोनॉमी रिसर्च लेबोरेटरी) अंतरराष्ट्रीय जेमिनी वेधशाला संचालित करता है, जो अमेरिका, कनाडा, चिली, ब्राजील, अर्जेंटीना और दक्षिण कोरिया की एक सुविधा है। (एजेंसी इनपुट के साथ)

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