वैज्ञानिकों को लगता है कि वे जानते हैं कि एक दुष्ट तारा कब सौर मंडल को बर्बाद कर देगा

1687 मेंसर आइजैक न्यूटन ने अपनी महान रचना प्रकाशित की, फिलॉसफी, नेचुरलिस प्रिंसिपिया मैथमैटिकाजिसने गति, वेग और सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण पर उनके सिद्धांतों को प्रभावी ढंग से संश्लेषित किया।

उत्तरार्द्ध के संदर्भ में, न्यूटन ने गुरुत्वाकर्षण बल की गणना करने और ग्रहों की कक्षाओं की भविष्यवाणी करने के लिए एक साधन की पेशकश की। तब से, खगोलविदों ने पता लगाया है कि सौर मंडल प्रकाश का केवल एक छोटा बिंदु है जो आकाशगंगा के केंद्र की परिक्रमा करता है। इस अवसर पर, अन्य तारे सौर मंडल के करीब से गुजरेंगे, जो एक नाटकीय झटके का कारण बन सकता है जो वस्तुओं को उनकी कक्षाओं से बाहर निकाल सकता है।

ये “तारकीय फ्लाईबाई” आम हैं और ग्रह प्रणालियों के दीर्घकालिक विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। नतीजतन, सौर मंडल की दीर्घकालिक स्थिरता सदियों से वैज्ञानिक जांच का विषय रही है। कनाडा के खगोल भौतिकीविदों की एक टीम के एक नए अध्ययन के अनुसार, सौर मंडल के निवासी आसान रह सकते हैं। सिमुलेशन की एक श्रृंखला आयोजित करने के बाद, उन्होंने निर्धारित किया कि एक तारा हमारे सौर मंडल के पास से नहीं गुजरेगा और अगले 100 अरब वर्षों तक परेशान रहेगा। इसके अलावा, संभावनाएं कुछ भयावह हैं!

शोध का नेतृत्व स्कारबोरो में टोरंटो विश्वविद्यालय में भौतिक और पर्यावरण विज्ञान विभाग (पीईएस) से कम्प्यूटेशनल भौतिकी के स्नातक छात्र गैरेट ब्राउन ने किया था। वह यूटी स्कारबोरो में पीईएस से खगोल भौतिकी (और ब्राउन के सलाहकार) के एक सहयोगी प्रोफेसर हनो रेन से जुड़ गए थे। उनके निष्कर्षों का वर्णन करने वाला पेपर हाल ही में प्रकाशित हुआ था रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल जर्नल की मासिक नोटिस. जैसा कि उन्होंने अपने पेपर में संकेत दिया था, तारकीय फ्लाईबीज़ के अध्ययन से ग्रह प्रणालियों के इतिहास और विकास के बारे में बहुत कुछ पता चल सकता है।

जैसा कि ब्राउन ने समझाया ब्रह्मांड आज ईमेल के माध्यम से, यह अपने प्रारंभिक इतिहास के दौरान सौर मंडल जैसे सितारों के लिए विशेष रूप से सच है:

“ग्रहीय प्रणालियों के विकास में तारकीय फ्लाईबीज की भूमिका अभी भी अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र है। एक तारा समूह में बनने वाली ग्रह प्रणालियों के लिए, सर्वसम्मति यह है कि तारकीय फ्लाईबाई एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं जबकि ग्रह प्रणाली तारा समूह के भीतर रहती है। यह आमतौर पर ग्रहों के विकास का पहला 100 मिलियन वर्ष है। स्टार क्लस्टर के विलुप्त होने के बाद, तारकीय फ्लाईबाई की घटना दर नाटकीय रूप से कम हो जाती है, जिससे ग्रह प्रणालियों के विकास में उनकी भूमिका कम हो जाती है। ”

सौर मंडल के गठन के लिए सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत सिद्धांत को नेबुला हाइपोथिसिस के रूप में जाना जाता है, जिसमें कहा गया है कि सूर्य धूल और गैस के विशाल बादल (एक नेबुला के रूप में जाना जाता है) से बना है, जो इसके केंद्र में गुरुत्वाकर्षण पतन से गुजरा है।

शेष धूल और गैस तब सूर्य के चारों ओर एक डिस्क बनाती है, जो धीरे-धीरे ग्रहों की एक प्रणाली बनाने के लिए एकत्रित होती है। परिकल्पना के एक संस्करण में, नीहारिका में गड़बड़ी के कारण सूर्य का निर्माण हुआ, संभवतः किसी अन्य तारे (या सुपरनोवा) द्वारा निकट फ्लाईबाई से। लेकिन जैसा कि ब्राउन ने समझाया, तारकीय फ्लाईबीज ने भी ग्रह निर्माण में भूमिका निभाई है।

“ग्रह के विकास के दौरान, जब किसी तारे के चारों ओर धूल और गैस की एक डिस्क होती है, तो तारकीय फ्लाईबाईज़ को डिस्क ट्रंकेशन के लिए जिम्मेदार माना जाता है, जो कि व्यापक, अधिक दूर की कक्षाओं में ग्रहों के निर्माण को रोक देगा,” उन्होंने कहा। “उन ग्रहों के लिए जो पहले से ही विस्तृत कक्षाओं में बने हैं, तारकीय फ्लाईबाई को सबसे बाहरी ग्रहों को हटाने या अस्थिर करने के लिए जिम्मेदार माना जाता है।”

एक और व्यापक रूप से स्वीकृत सिद्धांत यह है कि हमारा सूर्य लगभग 4.5 अरब साल पहले एक स्टार क्लस्टर के हिस्से के रूप में बना था जो कि लंबे समय से बचा हुआ है। इन सिद्धांतों को ध्यान में रखते हुए, ब्राउन और रीन ने जांच की कि कैसे एक क्लस्टर का हिस्सा होना (और इसलिए तारकीय फ्लाईबीज़ के अधीन) सौर मंडल को बदल सकता है जब एक बार इसके ग्रह बन गए और एक स्थापित प्रणाली का हिस्सा थे। उन्होंने पाया कि तारकीय फ्लाईबाई द्वारा निभाई गई भूमिका इस बात पर निर्भर करती है कि गुजरता हुआ तारा कितनी मजबूती से सिस्टम को परेशान कर सकता है। उन्होंने आगे निर्धारित किया कि एक तारकीय फ्लाईबाई एक प्रणाली को गतिशील रूप से अस्थिर कर सकती है, जिससे ग्रह एक-दूसरे से टकरा सकते हैं या बेदखल हो सकते हैं।

गठन की प्रक्रिया में एक सौर मंडल की कलाकार की छाप।नासा / जेपीएल-कैल्टेक

जब से न्यूटन ने अपने सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत को प्रस्तावित किया, तब से खगोलविदों को परेशान करने वाले मुद्दे के कारण इसने एक महत्वपूर्ण चुनौती पेश की। संक्षेप में, यह सब एन-बॉडी समस्या के लिए नीचे आता है, जो एक दूसरे के साथ गुरुत्वाकर्षण के साथ बातचीत करने वाले खगोलीय पिंडों के समूह की व्यक्तिगत गति की भविष्यवाणी करने में कठिनाई का वर्णन करता है। इसे हल करना एक गणितीय असंभवता बनी हुई है, इसलिए खगोलविदों को संख्यात्मक अनुमान लगाने के लिए मजबूर होना पड़ता है। लेकिन जैसा कि ब्राउन ने कहा, इन गणनाओं के साथ अभी भी दो प्रमुख मुद्दे हैं:

एक, ग्रहों की गति अराजक है, जिसका अर्थ है कि प्रणाली की प्रारंभिक स्थितियों में छोटे अंतर के परिणामस्वरूप नाटकीय रूप से भिन्न परिणाम होंगे (यहां तक ​​​​कि अंतर एक ट्रिलियन में एक भाग जितना छोटा)। और दो, इसमें शामिल समय-सारिणी नाटकीय रूप से भिन्न हैं। हम संख्यात्मक समाधानों के समूह का उपयोग करके एक अराजक प्रणाली के सांख्यिकीय परिणाम की समझ प्राप्त कर सकते हैं। सौर मंडल की दीर्घकालिक स्थिरता के लिए, यह हमें उन सिमुलेशन का अनुपात दे सकता है जो एकीकरण समय के अंत तक स्थिर रहने वाले सिमुलेशन की संख्या की तुलना में अस्थिर हो जाते हैं।

“हालांकि, समय-सीमा के मुद्दे को हल करना कहीं अधिक कठिन है। पिछले 50 वर्षों में परिष्कृत संख्यात्मक तरीके विकसित किए गए हैं, जो इसे और अधिक सुगम बनाते हैं, लेकिन हमें अनिवार्य रूप से अरबों वर्षों के लिए एक दिन में ग्रहों की गति का अनुकरण करने की आवश्यकता है। इसके लिए अविश्वसनीय मात्रा में कम्प्यूटेशनल संसाधनों की आवश्यकता होती है। हम आम तौर पर जानना चाहते हैं कि सूर्य के शेष जीवनकाल (लगभग 5 अरब वर्ष) के लिए सौर मंडल स्थिर रहेगा या नहीं। यहां तक ​​​​कि आधुनिक कंप्यूटरों के साथ भी (जितनी तेजी से वे हैं), सौर मंडल के सिर्फ एक 5 अरब साल के सिमुलेशन को चलाने में आसानी से 3-4 सप्ताह लग सकते हैं। ”

ब्राउन ने कहा कि उचित आंकड़े प्राप्त करना भी शुरू करने के लिए, शोधकर्ताओं को हजारों विभिन्न सिमुलेशन आयोजित करने की आवश्यकता है। ऐसा करने के दो तरीके हैं: एक ही कंप्यूटर पर 70 साल या उससे अधिक समय तक सिमुलेशन चलाना या एक महीने के लिए एक साथ हजारों अलग-अलग कंप्यूटरों का उपयोग करना। यह न केवल सांख्यिकीय विश्लेषण को बहुत जटिल बनाता है बल्कि बहुत महंगा भी बनाता है। अपने विश्लेषण के लिए, ब्राउन और रीन ने टोरंटो विश्वविद्यालय के विज्ञाननेट केंद्र में नियाग्रा सुपरकंप्यूटर का इस्तेमाल किया, जो कनाडा नेटवर्क के डिजिटल रिसर्च एलायंस का हिस्सा है।

जैसा कि ब्राउन ने समझाया, उन्होंने और रीन ने स्टेलर फ्लाईबीज़ के कारण होने वाली संभावित गड़बड़ी की गणना करने के लिए दो मुख्य तरीकों का इस्तेमाल किया।

“पहला एक विश्लेषणात्मक सन्निकटन था जिसे डगलस हेगी द्वारा 1975 में विकसित किया गया था और अपने सहयोगियों के साथ वर्षों में परिष्कृत किया गया था। यह एक अनुमान है जो मानता है कि ग्रहों के कक्षीय वेग की तुलना में दो सितारों के बीच सापेक्ष वेग छोटा है। यह विश्लेषणात्मक अनुमान हमें परिमाण के अनुमानों के क्रम की बहुत जल्दी गणना करने की अनुमति देता है कि कैसे एक तारकीय फ्लाईबाई किसी ग्रह के अर्ध-प्रमुख अक्ष को बदल देगा। ”

दूसरी विधि में उन्होंने REBOUND का उपयोग करते हुए संख्यात्मक एकीकरण का उपयोग किया, एक खुला स्रोत बहुउद्देश्यीय एन-बॉडी कोड हैनो रीन और सहयोगियों द्वारा विकसित कोलाइज़ेशनल डायनामिक्स के लिए। इन दो विधियों के बीच, ब्राउन और रीन संख्यात्मक रूप से एक तारकीय फ्लाईबाई का अनुकरण करने में सक्षम थे और फिर सिस्टम की स्थिति को पहले और बाद में मापते थे। अंत में, उनके परिणामों ने संकेत दिया कि सौर मंडल की गड़बड़ी के लिए एक बहुत करीबी फ्लाईबाई की आवश्यकता होगी और इस तरह की एक तारकीय मुठभेड़ एक के लिए होने की संभावना नहीं थी बहुत लंबे समय तक। ब्राउन ने कहा:

“हमने पाया कि सौर मंडल की दीर्घकालिक स्थिरता पर कोई प्रभाव डालने के लिए नेप्च्यून की कक्षा में महत्वपूर्ण परिवर्तन 0.03 एयू या 4.5 अरब मीटर के क्रम में होने की आवश्यकता है। ये महत्वपूर्ण परिवर्तन सौर मंडल के जीवनकाल में अस्थिरता की संभावना को दस गुना बढ़ा सकते हैं। इसके अतिरिक्त, हमने अनुमान लगाया कि इस तरह का एक महत्वपूर्ण तारकीय फ्लाईबाई उस क्षेत्र में हर 100 अरब वर्षों में एक बार हो सकता है जिस क्षेत्र में वर्तमान में सौर मंडल है।

“[W]ई अनुमान लगाया गया है कि सौर मंडल के पिछले एक तारकीय फ्लाईबाई से पहले हमें लगभग 100 अरब साल इंतजार करना होगा, इसकी वर्तमान वास्तुकला को दस गुना बढ़ाने की संभावना बढ़ जाएगी (और यह अभी भी विनाश की गारंटी नहीं है)।

सौर मंडल के अशांत इतिहास को देखते हुए, यह समझ में आता है कि तारकीय फ्लाईबाई (और परिणामी गड़बड़ी) का विचार कुछ के लिए चिंता का कारण होगा। आखिरकार, खगोलविदों का मानना ​​​​है कि “ग्रहों के शेकअप” एक प्रणाली के विकास की एक सामान्य विशेषता हो सकती है और यह कि बड़ी वस्तुओं को नियमित रूप से फ्लाईबीज़ के कारण सिस्टम की बाहरी पहुंच से बाहर निकाल दिया जाता है। एक अच्छा उदाहरण नेपच्यून का सबसे बड़ा चंद्रमा ट्राइटन है, जिसके बारे में माना जाता है कि यह कुइपर बेल्ट में बना था और इसे आंतरिक सौर मंडल की ओर फेंका गया था, जहां नेप्च्यून ने इसे पकड़ लिया था (जिसके कारण नेप्च्यून के मूल उपग्रहों का विनाश हुआ)।

इसके अलावा, अन्य स्टार सिस्टम के साथ गुरुत्वाकर्षण बातचीत के कारण हमारे पास लंबी अवधि के धूमकेतु हैं, जहां ऊर्ट क्लाउड से बाहर निकलने वाली वस्तुएं समय-समय पर आंतरिक सौर मंडल से गुजरती हैं। यह विचार कि एक करीबी फ्लाईबाई हमारे रास्ते में कई धूमकेतु भेज सकती है (या ग्रह जैसी बड़ी वस्तुएं) एक कयामत के दिन की तरह लगती है! लेकिन जैसा कि डगलस एडम्स ने प्रसिद्ध रूप से कहा, “डोंट पैनिक!” न केवल तारकीय फ्लाईबाई नियमित रूप से होते हैं, वे आम तौर पर प्रकाश-वर्ष दूर हो जाते हैं और सौर मंडल को प्रभावित नहीं करते हैं।

कई मायनों में, यह नियर अर्थ क्षुद्रग्रहों (NEAs) के समान है और किसी दिन पृथ्वी से टकराने की संभावना है। जबकि हम जानते हैं कि अतीत में ऐसे प्रभाव हुए हैं जो विनाशकारी थे (जैसे कि चिक्सुलब इम्पैक्ट इवेंट जिसने लगभग 65 मिलियन वर्ष पहले डायनासोर को मार डाला था), एनईए नियमित रूप से पृथ्वी के साथ निकट से गुजरते हैं जिससे कोई खतरा नहीं होता है। इसके अलावा, “संभावित रूप से खतरनाक” (2022 AE1 और एपोफिस) माने जाने वाले दो NEA के हालिया विश्लेषणों में पाया गया कि दोनों में से कोई भी लंबे समय तक पृथ्वी के लिए खतरा नहीं होगा।

इसके अलावा, ESA’s . जैसे मिशनों द्वारा हाल ही में किए गए अवलोकन गैया वेधशाला ने आकाशगंगा में सितारों की उचित गति और वेग पर सबसे सटीक डेटा प्रदान किया है। जैसा कि ब्राउन ने उल्लेख किया है, इसमें आसन्न फ्लाईबाई पर डेटा शामिल है और वे हमारे सिस्टम के कितने करीब पहुंचेंगे:

“दो उल्लेखनीय सितारे एचडी 7977 हैं, जो लगभग 2.5 मिलियन वर्ष पहले सूर्य के 3,000 एयू (0.0457 प्रकाश-वर्ष) के भीतर से गुजरे होंगे, और ग्लिसे 710 (या एचआईपी 89825), जो लगभग 10,000 एयू (0.1696) के भीतर गुजरने की उम्मीद है। प्रकाश-वर्ष) अब से लगभग 1.3 मिलियन वर्ष बाद। कुछ मोटे तौर पर गणना करने पर, इन दोनों सितारों का सौर मंडल के विकास पर कोई विशेष प्रभाव नहीं पड़ेगा।”

क्या अधिक है, अभी और तब के बीच बहुत कुछ होगा, और इस बात की बहुत कम संभावना है कि मानवता इस तरह की घटना को देखने के लिए आसपास होगी। यह मानते हुए कि हमने आकाशगंगा की अन्य पहुंच का पता लगाने के लिए खुद को विलुप्त होने या पृथ्वी को छोड़ने के लिए प्रेरित नहीं किया है, ग्रह पृथ्वी उससे बहुत पहले रहने योग्य नहीं रहेगा। ब्राउन ने कहा, “यह देखते हुए कि सूर्य लगभग 5 बिलियन वर्षों में पृथ्वी का विस्तार करेगा और उसे घेर लेगा, अन्य सितारों से शारीरिक रूप से दूरी बनाना कोई ऐसा मुद्दा नहीं है जिसके बारे में हमें चिंता करने की आवश्यकता है।”

यह लेख मूल रूप से . पर प्रकाशित हुआ था ब्रह्मांड आज मैट विलियम्स द्वारा। मूल लेख यहां पढ़ें।

Leave a Comment