खगोलविदों की नवीनतम टिप्पणियों से पता चलता है कि एक चट्टानी एक्सोप्लैनेट, जो सूर्य जैसे तारे की अति-नज़दीकी दूरी पर परिक्रमा कर रहा है, वास्तव में अपेक्षाकृत घना वातावरण बनाए रखता है। यह परिणाम ऐसे ग्रहों के विकास के बारे में लोगों की पारंपरिक समझ को नष्ट कर देता है। टीओआई-561 बी नामक यह "सुपर अर्थ" पृथ्वी के द्रव्यमान से लगभग दोगुना है, लेकिन इसका पर्यावरण अत्यधिक चरम है और ऐसा माना जाता है कि यह पूरी तरह से वैश्विक मैग्मा महासागर से ढका हुआ है।
कार्नेगी इंस्टीट्यूशन फॉर साइंस के नेतृत्व में और नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (जेडब्ल्यूएसटी) के अवलोकनों पर आधारित अध्ययन, चट्टानी एक्सोप्लैनेट पर वायुमंडल के अस्तित्व के लिए आज तक के सबसे मजबूत सबूतों में से एक है। TOI-561 b एक ऐसे तारे की परिक्रमा करता है जो सूर्य से थोड़ा छोटा और ठंडा है। कक्षीय दूरी बुध और सूर्य के बीच की दूरी का केवल लगभग एक-चालीसवां हिस्सा है। इसलिए, कक्षीय अवधि केवल लगभग 10.56 घंटे है, और एक पक्ष हमेशा तारे के मजबूत विकिरण के संपर्क में रहता है।
मौजूदा सिद्धांतों के अनुसार, इतने आकार और अत्यधिक गर्मी वाले ग्रह को अपने गठन के तुरंत बाद अपना वातावरण खो देना चाहिए और "नंगी चट्टान" बन जाना चाहिए। हालाँकि, वेब टेलीस्कोप से इन्फ्रारेड डेटा का विश्लेषण करके, टीम ने पाया कि ग्रह काफी घने वातावरण में लिपटा हुआ है, जो स्पष्ट रूप से अल्ट्रा-छोटी अवधि के ग्रहों के लिए पिछली अपेक्षाओं से असंगत है। यह अवशेष वातावरण टीओआई-561 बी के असामान्य रूप से कम औसत घनत्व को समझाने में भी मदद करता है - हालांकि यह एक चट्टानी ग्रह है, लेकिन पृथ्वी जैसी संरचना के आधार पर इसका समग्र घनत्व अपेक्षा से कम है।
परियोजना के नेताओं में से एक और कार्नेगी साइंस के एक खगोलशास्त्री जोहाना टेस्के ने बताया कि अवलोकन योजना को डिजाइन करते समय टीम ने एक और संभावित स्पष्टीकरण पर विचार किया: ग्रह में एक छोटा लौह कोर और कम घनत्व वाली चट्टान से बना एक मेंटल हो सकता है, जिससे समग्र घनत्व कम हो सकता है। उन्होंने इस बात पर जोर दिया कि टीओआई-561 बी इस मायने में भी खास है कि इसका मूल तारा आकाशगंगा के मोटे डिस्क क्षेत्र से संबंधित है, इसकी उम्र सूर्य से लगभग दोगुनी है और इसमें आयरन की कमी है। इसका मतलब यह है कि जब ग्रह का निर्माण हुआ था तब का रासायनिक वातावरण सौर मंडल के वातावरण से पूरी तरह से अलग था, और यह प्रारंभिक ब्रह्मांड में बने ग्रहों के एक विशिष्ट नमूने का प्रतिनिधित्व कर सकता है।
हालाँकि, अकेले विसंगति के आंतरिक घटक सभी देखी गई घटनाओं को समझाने के लिए पर्याप्त नहीं हैं। इसलिए अनुसंधान टीम ने अपना ध्यान ग्रह के संभावित घने वायुमंडल की ओर केंद्रित किया, और अनुमान लगाया कि यह वह वातावरण था जिसने ग्रह को "बड़ा" बना दिया, जिससे गणना की गई औसत घनत्व कम हो गई। इस परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए, खगोलविदों ने वेब टेलीस्कोप के नियर इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोमीटर (NIRSpec) का उपयोग करके सिस्टम की चमक में परिवर्तन को मापकर ग्रह के दिन के तापमान को कम किया क्योंकि यह "तारे के पीछे जाता है।"
सिद्धांत के अनुसार, यदि TOI-561 b बिना वायुमंडल वाली एक "नंगी चट्टान" है और रात की ओर गर्मी नहीं पहुंचा सकती है, तो इसका दिन का तापमान लगभग 4900 डिग्री फ़ारेनहाइट (लगभग 2700 डिग्री सेल्सियस) के करीब होना चाहिए। वास्तविक अवलोकनों से पता चलता है कि ग्रह के दिन का तापमान लगभग 3,200 डिग्री फ़ारेनहाइट (लगभग 1,800 डिग्री सेल्सियस) है, जो अभी भी बहुत गर्म है, लेकिन बिना वायुमंडल वाले मॉडलों की भविष्यवाणी से काफी कम है। अनुसंधान टीम ने कई परिदृश्यों की तुलना की: मैग्मा सागर का थर्मल संवहन स्वयं एक निश्चित सीमा तक गर्मी का परिवहन कर सकता है, लेकिन वायुमंडल की अनुपस्थिति में, तारे से दूर की ओर वाला भाग ठंडा और ठोस हो गया है, जिससे रात की ओर गर्मी का परिवहन सीमित हो जाता है।
एक और परिकल्पना यह है कि ग्रह की सतह पर मैग्मा सागर के ऊपर रॉक वाष्प की एक बेहद पतली परत है, लेकिन मॉडल दिखाते हैं कि अकेले ऐसी "वाष्प टोपी" इतना महत्वपूर्ण शीतलन प्रभाव पैदा करने के लिए पर्याप्त नहीं है। अध्ययन में भाग लेने वाली यूके में बर्मिंघम विश्वविद्यालय की विद्वान अंजलि पिएटे ने बताया कि इन टिप्पणियों को पूरी तरह से समझाने के लिए, अस्थिरता से भरपूर एक घने वातावरण की आवश्यकता है। तेज हवाएं गर्मी को दिन से रात की ओर ले जाएंगी, जबकि जल वाष्प जैसी गैसें निकट-अवरक्त विकिरण के हिस्से को अवशोषित कर लेंगी, जिससे दूरबीन द्वारा प्राप्त प्रकाश प्रवाह कम हो जाएगा, जिससे ग्रह "ठंडा" दिखेगा। उन्होंने कहा कि चमकीले सिलिकेट बादल भी तारे की रोशनी को परावर्तित करके वातावरण को और ठंडा कर सकते हैं।
वायुमंडल के अस्तित्व की पुष्टि करते समय, एक और महत्वपूर्ण प्रश्न उठता है: इतना छोटा और गर्म ग्रह तीव्र विकिरण के तहत घने वातावरण को कैसे बनाए रख सकता है? शोधकर्ताओं का मानना है कि हालांकि कुछ गैसों का अंतरिक्ष में पलायन जारी रहना चाहिए, लेकिन पलायन की दर मूल अपेक्षा से बहुत कम हो सकती है। नीदरलैंड में ग्रोनिंगन विश्वविद्यालय के टिम लिचेनबर्ग ने प्रस्तावित किया कि ग्रह की सतह पर मैग्मा समुद्र और वायुमंडल के बीच एक गतिशील संतुलन है: एक तरफ, वायुमंडल को फिर से भरने के लिए ग्रह के आंतरिक भाग से गैस लगातार निकलती रहती है, और दूसरी ओर, मैग्मा कुछ गैस को तारे के आंतरिक भाग में "खसोट" लेता है।
अवलोकनों और मॉडल निष्कर्षों से देखते हुए, ऐसी स्थिति को बनाए रखने के लिए, टीओआई-561 बी को पृथ्वी की तुलना में अस्थिर सामग्रियों में बहुत समृद्ध होना चाहिए, और इसे स्पष्ट रूप से "गीला लावा बॉल" कहा जा सकता है। टेस्के ने कहा कि नया डेटा सेट न केवल पहला स्पष्ट साक्ष्य प्रदान करता है, बल्कि उत्तर की तुलना में अधिक नए प्रश्न भी उठाता है, विशेष रूप से अति-छोटी अवधि के चट्टानी ग्रहों के निर्माण और दीर्घकालिक विकास के बारे में।
यह परिणाम वेब टेलीस्कोप जनरल ऑब्जर्वर प्रोजेक्ट 3860 का पहला वैज्ञानिक आउटपुट है। प्रोजेक्ट ने 37 घंटे से अधिक समय तक TOI-561 प्रणाली का निरीक्षण करना जारी रखा, जिसके दौरान ग्रह ने लगभग चार चक्कर पूरे किए। टीम वर्तमान में ग्रह के परिधिगत तापमान वितरण को मैप करने और इसकी वायुमंडलीय संरचना को अधिक सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए संपूर्ण डेटा का विश्लेषण कर रही है। कार्नेगी अर्थ एंड प्लैनेटरी लेबोरेटरी के शोधकर्ता वेब प्रोजेक्ट की अवधारणा के बाद से इसमें गहराई से शामिल रहे हैं, और अब उन्होंने दूरबीन के पहले चार अवलोकन चक्रों में दस से अधिक विषयों का नेतृत्व किया है, जिसमें एक्सोप्लैनेट वायुमंडल और आकाशगंगा निर्माण जैसे कई अत्याधुनिक दिशाएं शामिल हैं।
कार्नेगी अर्थ एंड प्लैनेटरी लेबोरेटरी के निदेशक माइकल वाल्टर ने कहा कि ये सफलताएं ग्रहों के विकास और गतिशीलता के क्षेत्र में एजेंसी के दीर्घकालिक संचय के साथ अत्यधिक सुसंगत हैं, और एक्सोप्लैनेट की विशेषताओं के बारे में मानव जाति की समग्र समझ को आगे बढ़ाएंगी। उनका अनुमान है कि जैसे-जैसे अधिक अवलोकन समय स्वीकृत होगा, आने वाले वर्ष में कार्नेगी टीम के नेतृत्व में वेब वैज्ञानिक खोजों का एक नया दौर सामने आएगा। एक संबंधित शोध पत्र "एस्ट्रोफिजिक्स लेटर्स" में प्रकाशित किया गया है, जिसका शीर्षक "अल्ट्रा-हॉट सुपर अर्थ TOI-561 b पर मोटा अस्थिर वातावरण" है, जिसमें तापमान माप, वायुमंडलीय मॉडल और ग्रहीय आंतरिक संरचना कटौती के तकनीकी विवरण और निष्कर्षों का विवरण दिया गया है।
/ScitechDaily से संकलित