बाइनरी सिस्टम में ग्रह रहने योग्य हो सकते हैं, लेकिन वे अलग तरह से बनेंगे

आकाशगंगा के अधिकांश तारे एकल तारे हैं। लेकिन उनमें से एक तिहाई से डेढ़ के बीच बाइनरी स्टार हैं। क्या इन वातावरणों में रहने योग्य ग्रह बन सकते हैं?

नए शोध से पता चलता है कि रहने योग्य ग्रह बाइनरी सितारों के आसपास मौजूद हो सकते हैं, लेकिन वे एकल सितारों के आसपास की दुनिया की तुलना में अलग तरह से बनेंगे।

लगभग 1,000 प्रकाश वर्ष दूर एक युवा बाइनरी स्टार सिस्टम इस शोध के केंद्र में है। इसे NGC 1333-IRAS2A कहा जाता है, और यह एक कम द्रव्यमान वाला बाइनरी प्रोटोस्टार है। बाइनरी जोड़ी इतनी छोटी है कि यह अभी भी बड़े पैमाने पर इकट्ठा हो रही है। यह प्रोटोस्टार और प्रोटोस्टेलर डिस्क में कई अध्ययनों का फोकस है क्योंकि यह युवा है और अभी भी बना रहा है।

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नेचर जर्नल में प्रकाशित नए अध्ययन का शीर्षक है “एक प्रोटोस्टार की बाइनरी डिस्क और ग्रहों के विकास को प्रभावित करती है।” प्रमुख लेखक कोपेनहेगन विश्वविद्यालय में नील्स बोहर संस्थान के प्रोफेसर जेस के। जोर्गेन्सन हैं। प्रोफेसर जोर्गेन्सन NGC 1333-IRAS2A पर कई पत्रों के सह-लेखक हैं।

यह अध्ययन एनजीसी 1333-आईआरएएस2ए के एएलएमए (अटाकामा लार्ज मिलिमीटर/सबमिलीमीटर एरे) प्रेक्षणों पर आधारित है। ये अवलोकन केवल उस प्रक्रिया के स्नैपशॉट हैं जिसमें लाखों वर्ष लगते हैं। लेकिन इन अवलोकनों और सामान्य रूप से युवा प्रोटोस्टार के अध्ययन से प्राप्त ज्ञान के साथ, शोध दल ने बाइनरी प्रोटोस्टार के कंप्यूटर सिमुलेशन बनाए जो समय पर पिछड़े और आगे तक पहुंचते हैं।

अध्ययन से पता चलता है कि हमारे सूर्य जैसे एकान्त सितारों की तुलना में बाइनरी सितारों के आसपास ग्रहों का निर्माण अलग है। इसका कारण यह है कि जिस तरह से युवा सितारे बनते हैं, वैसा ही व्यवहार करते हैं।

“अवलोकन हमें सितारों पर ज़ूम इन करने और अध्ययन करने की अनुमति देता है कि कैसे धूल और गैस डिस्क की ओर बढ़ते हैं। सिमुलेशन हमें बताएंगे कि कौन सी भौतिकी चल रही है, हम जिस स्नैपशॉट का निरीक्षण करते हैं, और उनके भविष्य के विकास तक सितारे कैसे विकसित हुए हैं, “नील्स बोहर इंस्टीट्यूट से पोस्टडॉक रजिका एल कुरुविता ने समझाया, जो अध्ययन के दूसरे लेखक हैं।

युवा प्रोटोस्टार गैस और धूल से बने प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क से घिरे होते हैं। डिस्क के अंदर, ग्रह ज्यादातर अभिवृद्धि के माध्यम से बनते हैं। लाखों वर्षों की अराजकता और टकराव के बाद, ग्रह आपस में जुड़ते हैं और परिक्रमा करते हैं। यह एक अत्यंत जटिल प्रक्रिया है जिसका वैज्ञानिक गहन अध्ययन कर रहे हैं। हमारे जैसे सौर मंडल एक तरह से सरल हैं: केवल एक तारा है। तारे का द्रव्यमान और गुरुत्वाकर्षण प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क के आकारिकी और व्यवहार और डिस्क में बनने वाले ग्रहों को प्रभावित करते हैं।

लेकिन दो प्रोटोस्टार वाले सिस्टम में और भी जटिलता है।

सिंगल स्टार सिस्टम में, स्टार सामग्री को अधिक समान रूप से जमा करता है। अभिवृद्धि में अभी भी भिन्नताएं हैं, लेकिन केवल एक विशाल वस्तु के साथ चीजें अधिक अनुमानित रूप से आगे बढ़ती हैं। लेकिन जैसा कि इस अध्ययन से पता चलता है, बाइनरी प्रोटोस्टार बहुत अलग तरीके से व्यवहार करते हैं जैसे वे बनते हैं। एक स्थिर अभिवृद्धि प्रक्रिया के बजाय, तारा निर्माण प्रक्रिया को चमक के चक्रीय विस्फोटों द्वारा चिह्नित किया जाता है क्योंकि तारे अपने द्रव्यमान के सामान्य केंद्र की परिक्रमा करते हैं और समय-समय पर बड़ी मात्रा में सामग्री को अवशोषित करते हैं। अवशोषण के वे विरामित एपिसोड ऊर्जा के विस्फोट को ट्रिगर करते हैं जो डिस्क को विकृत करते हैं। और इसका तारों के चारों ओर सामग्री की डिस्क में बनने वाले किसी भी ग्रह के लिए प्रभाव पड़ता है।

यह छवि बाइनरी प्रोटोस्टार के अध्ययन के एमएचडी (मैग्नेटो-हाइड्रोडायनामिक) सिमुलेशन में से एक का स्क्रीनशॉट है।  जोड़ी गैस (पीले) के एक पुल से जुड़ी हुई है, और सफेद रेखाएं सामग्री के एक विरामित बहिर्वाह को दर्शाती हैं।  ये शक्तिशाली विस्फोट प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क को आकार देते हैं और बाधित करते हैं।  छवि क्रेडिट: जोर्गेन्सन, कुरुविता एट अल।  2022
यह छवि बाइनरी प्रोटोस्टार के अध्ययन के एमएचडी (मैग्नेटो-हाइड्रोडायनामिक) सिमुलेशन में से एक का स्क्रीनशॉट है। एक गैस ब्रिज (पीला) जोड़ी को जोड़ता है, और सफेद रेखाएं तेजी से अभिवृद्धि के एक प्रकरण के परिणामस्वरूप सामग्री के बहिर्वाह फटने का संकेत देती हैं। ये शक्तिशाली विस्फोट प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क को आकार देते हैं और बाधित करते हैं जहां ग्रह बनते हैं। छवि क्रेडिट: जोर्गेन्सन, कुरुविता एट अल। 2022

“गिरने वाली सामग्री महत्वपूर्ण हीटिंग को ट्रिगर करेगी। कुरुविता कहती हैं, “गर्मी तारे को सामान्य से अधिक चमकीला बना देगी।” “ये विस्फोट गैस और धूल डिस्क को अलग कर देंगे। जबकि डिस्क फिर से बन जाएगी, फिर भी फटने से बाद की ग्रह प्रणाली की संरचना प्रभावित हो सकती है। ”

अध्ययन से यह आंकड़ा बाइनरी प्रोटोस्टार में कुछ गतिविधि दिखाता है।  तारे काले बिंदु के साथ दिखाए गए गुरुत्वाकर्षण के अपने सामान्य केंद्र की परिक्रमा करते हैं।  जब तारों में से एक उच्च मात्रा में सामग्री को अवशोषित करता है, तो यह चमक में चमकता है और एक बहिर्वाह उत्पन्न करता है।  प्रोटोस्टार की द्विआधारी गति के कारण, बहिर्वाह द्विध्रुवी नहीं है।  छवि क्रेडिट: जोर्गेन्सन, कुरुविता एट अल।  2022
अध्ययन से यह आंकड़ा बाइनरी प्रोटोस्टार में कुछ गतिविधि दिखाता है। काले बिंदु के साथ दिखाए गए तारे अपने गुरुत्वाकर्षण के सामान्य केंद्र की परिक्रमा करते हैं। जब तारों में से कोई एक उच्च मात्रा में सामग्री को अवशोषित करता है, तो यह चमक में चमकता है और एक बहिर्वाह उत्पन्न करता है। प्रोटोस्टार की द्विआधारी गति के कारण, बहिर्वाह द्विध्रुवी नहीं है। छवि क्रेडिट: जोर्गेन्सन, कुरुविता एट अल। 2022

बढ़ी हुई गिरती सामग्री के एपिसोड चक्रीय हैं। दसियों या सैकड़ों वर्षों के लिए, हर हज़ार साल या इसके बाद, सितारों में भौतिक गति बहुत मजबूत हो जाती है। बाइनरी सितारे कम होने से पहले इन एपिसोड के दौरान अपनी सामान्य चमक से दसियों या सैकड़ों गुना अधिक चमकते हैं।

“गिरने वाली सामग्री एक महत्वपूर्ण हीटिंग को ट्रिगर करेगी। कुरुविता कहती हैं, “गर्मी तारे को सामान्य से अधिक चमकीला बना देगी।” “ये विस्फोट गैस और धूल डिस्क को अलग कर देंगे। जबकि डिस्क फिर से बन जाएगी, फिर भी फटने से बाद की ग्रह प्रणाली की संरचना प्रभावित हो सकती है। ”

अध्ययन से यह एमएचडी सिमुलेशन युवा बाइनरी प्रोटोस्टार से अभिवृद्धि प्रवाह और प्रकोप को दर्शाता है। श्रेय: जोर्गेन्सन, कुरुविता एट अल। 2022

एनजीसी 1333-आईआरएएस2ए युवा प्रणालियों को देखने के लिए एक प्रयोगशाला की तरह है। अभी तक कोई ग्रह नहीं हैं, इसलिए यह निष्कर्ष निकालना जल्दबाजी होगी कि इस गतिविधि का ग्रहों के निर्माण पर क्या प्रभाव पड़ता है या यदि रहने योग्य ग्रह वहां बन सकते हैं। लेकिन अन्य वस्तुएं भी आवास क्षमता समीकरण का हिस्सा हो सकती हैं, और शोध दल सिस्टम का अध्ययन करने के लिए कुछ और विशेष रूप से धूमकेतु का अध्ययन करने के लिए एएलएमए का उपयोग करना चाहता है।

हमारे सौर मंडल में धूमकेतु जीवन के कुछ निर्माण खंडों को ले जाने के लिए जाने जाते हैं। वैज्ञानिकों ने धूमकेतु 67P / Churyumov-Gerasimenko पर अमीनो एसिड ग्लाइसिन का पता लगाया है। उन्होंने अमोनिया लवण और स्निग्ध यौगिक भी पाए हैं। ये खोजें लंबे समय से चली आ रही इस धारणा को बल देती हैं कि धूमकेतु पूरे सौर मंडल में जीवन के लिए सामग्री फैला सकते हैं।

7 जुलाई 2015 को रोसेटा द्वारा देखा गया धूमकेतु 67P। ESA / Rosetta / NAVCAM द्वारा, CC BY-SA IGO 3.0, CC BY-SA 3.0-igo, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid = 41733207
7 जुलाई 2015 को रोसेटा द्वारा देखा गया धूमकेतु 67P। ESA / Rosetta / NAVCAM द्वारा, CC BY-SA IGO 3.0, CC BY-SA 3.0-igo, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid = 41733207

“धूमकेतु जीवन के विकास की संभावनाएं पैदा करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं। धूमकेतु में अक्सर कार्बनिक अणुओं की उपस्थिति के साथ उच्च बर्फ सामग्री होती है। यह अच्छी तरह से कल्पना की जा सकती है कि कार्बनिक अणुओं को युगों के दौरान धूमकेतु में संरक्षित किया जाता है जहां एक ग्रह बंजर होता है और बाद में धूमकेतु प्रभाव अणुओं को ग्रह की सतह पर पेश करेगा, “प्रोफेसर जोर्गेंसन ने कहा।

हाल के शोध से पता चलता है कि अंतरिक्ष में बर्फीले अनाज पर बिल्डिंग ब्लॉक बन सकते हैं। लेकिन NGC 1333-IRAS2A जैसी प्रणाली में, स्पष्ट हीटिंग के एपिसोड उस प्रक्रिया में रसायन शास्त्र को बाधित या बदल सकते हैं।

“विस्फोट के कारण होने वाली गर्मी धूल के दानों और उनके आसपास की बर्फ के वाष्पीकरण को ट्रिगर करेगी। यह उस सामग्री की रासायनिक संरचना को बदल सकता है जिससे ग्रह बनते हैं, ”जोर्गेन्सन ने कहा।

ALMA इनमें से कुछ रसायनों का पता लगा सकता है, विशेष रूप से गैसीय रूप में। और यह कुछ जटिल रसायन शास्त्र देख सकता है। इस अध्ययन में, लेखकों ने प्रोटोस्टार के आसपास कई जटिल रसायनों का पता लगाया।

अध्ययन से यह आंकड़ा बाइनरी जोड़ी में सितारों में से एक वीएलए 1 के आसपास पाए गए कुछ अणुओं को दिखाता है।  टीम ने उन्हें प्रोटोस्टेलर लिफाफे में गर्म गैस में पाया।  छवि क्रेडिट: जोर्गेन्सन, कुरुविता एट अल।  2022
अध्ययन से यह आंकड़ा बाइनरी जोड़ी में सितारों में से एक वीएलए 1 के आसपास पाए गए कुछ अणुओं को दिखाता है। टीम ने उन्हें प्रोटोस्टेलर लिफाफे में गर्म गैस में पाया। छवि क्रेडिट: जोर्गेन्सन, कुरुविता एट अल। 2022

“एएलएमए द्वारा कवर तरंगदैर्ध्य हमें काफी जटिल कार्बनिक अणुओं को देखने की इजाजत देता है, इसलिए अणु 9-12 परमाणुओं और कार्बन युक्त होते हैं। इस तरह के अणु अधिक जटिल अणुओं के लिए बिल्डिंग ब्लॉक हो सकते हैं जो जीवन के लिए महत्वपूर्ण हैं, जैसा कि हम जानते हैं, ”जोर्गेनसन ने कहा। “उदाहरण के लिए, अमीनो एसिड जो धूमकेतु में पाए गए हैं।”

किस प्रकार के ग्रह बनते हैं, यह देखने के लिए मानवता को लाखों वर्षों तक NGC 1333-IRAS2A देखना होगा। लेकिन हमें सिस्टम में कुछ रसायन शास्त्र और किस प्रकार के बिल्डिंग ब्लॉक मौजूद हैं, यह समझने के लिए हमें इतना लंबा इंतजार नहीं करना पड़ेगा। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप, ALMA, आगामी स्क्वायर किलोमीटर एरे (SKA) और यूरोपियन एक्सट्रीमली लार्ज टेलीस्कोप (E-ELT) सभी मायावी रसायन का पता लगाने के लिए मिलकर काम करेंगे। न केवल इस युवा बाइनरी प्रोटोस्टार सिस्टम में बल्कि अन्य में भी।

“एसकेए बड़े कार्बनिक अणुओं को सीधे देखने की अनुमति देगा। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप इन्फ्रारेड में संचालित होता है, जो विशेष रूप से बर्फ में अणुओं को देखने के लिए उपयुक्त है। अंत में, हमारे पास एएलएमए जारी है, जो विशेष रूप से गैस के रूप में अणुओं को देखने के लिए उपयुक्त है। विभिन्न स्रोतों का संयोजन रोमांचक परिणामों का खजाना प्रदान करेगा, ”जोर्गेन्सन ने कहा।

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