The formation of circumbinary planets through disc fragmentation
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि यथार्थवादी सर्कमबाइनरी डिस्क में गुरुत्वाकर्षण अस्थिरता गैस दानव ग्रहों के निर्माण के लिए एक व्यवहार्य मार्ग है, क्योंकि ये डिस्क सर्कमस्टेलर डिस्क की तुलना में अधिक कुशलता से विखंडित होती हैं और ग्रह-द्रव्यमान वाली वस्तुओं की अधिक संख्या उत्पन्न करती हैं।
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ब्रह्मांडीय "पिज्जा डो" (Pizza Dough) सिद्धांत: दो तारों के इर्द-गिर्द ग्रहों का निर्माण कैसे होता है
कल्पना कीजिए कि आप एक शेफ को पिज्जा तैयार करते हुए देख रहे हैं। आमतौर पर, हम एक तारे को रसोई के बीच में रखे एक एकल, स्थिर ओवन के रूप में देखते हैं, जिसके चारों ओर गैस और धूल का एक चिकना घूमता हुआ घेरा (डिस्क) घूम रहा होता है। पृथ्वी सहित अधिकांश ग्रहों के निर्माण के बारे में ऐसा ही माना जाता है।
लेकिन क्या होता है जब आपके पास रसोई के बीच में अगल-बगल रखे दो ओवन हों? यह एक बाइनरी स्टार सिस्टम (द्वितयी तारा प्रणाली) है। एक स्थिर ताप स्रोत के बजाय, यहाँ आपके पास दो प्रतिस्पर्धी तापमान, दो गुरुत्वाकर्षण खिंचाव और बहुत सारी अराजक ऊर्जा होती है।
मैथ्यू टीसडेल और दिमिट्रिस स्टमेटलोस का एक नया अध्ययन इस बात की खोज करता है कि इन "डबल-ओवन" प्रणालियों में ग्रह कैसे बन सकते हैं: डिस्क फ्रैगमेंटेशन (डिस्क विखंडन)।
1. "डगमगाता हुआ आटा" प्रभाव (गुरुत्वाकर्षण अस्थिरता)
एक सामान्य प्रणाली में, "आटा" (गैस डिस्क) अपेक्षाकृत शांत होता है। लेकिन एक बाइनरी सिस्टम में, दोनों तारे दो भारी चम्मचों की तरह काम करते हैं जो आटे को अलग-अलग गति और कोणों पर हिला रहे होते हैं। यह बड़े पैमाने पर डगमगाहट और लहरें पैदा करता है।
यदि आटा पर्याप्त मोटा हो जाता है और डगमगाहट काफी हिंसक हो जाती है, तो आटा केवल एक चिकना घेरा बनकर नहीं रहता—यह भारी गांठों में इकट्ठा होने लगता है। यही फ्रैगमेंटेशन (विखंडन) है। एक ग्रह के धीरे-धीरे और निरंतर निर्माण (जैसे रेत के ढेर में रेत के कण जोड़ना) के बजाय, डिस्क मूल रूप से एक साथ गैस के कई बड़े टुकड़ों में "टूट" जाती है।
2. "ठंडी रसोई" का लाभ
आप सोच सकते हैं कि दो तारे ग्रहों के निर्माण के लिए सब कुछ बहुत गर्म कर देंगे। हालाँकि, शोधकर्ताओं ने कुछ आश्चर्यजनक पाया। क्योंकि दोनों तारे एक-दूसरे के चारों ओर घूम रहे हैं, वे वास्तव में डिस्क के कुछ हिस्सों में एकल तारे की तुलना में एक "ठंडा" वातावरण बनाने में मदद करते हैं।
उपमा: कल्पना कीजिए कि आप एक नाजुक पेस्ट्री बनाने की कोशिश कर रहे हैं। यदि आपके पास केंद्र में एक विशाल, धधकती हुई आग है, तो गर्मी तीव्र और एकसमान होती है। लेकिन यदि आपके पास दो छोटे, चलते हुए ताप स्रोत हैं, तो आप विभिन्न तापमानों के "पॉकेट" (जेबें) बना देते हैं। इन ठंडे पॉकेट्स में, गैस बहुत आसानी से आपस में जुड़ सकती है।
इस कारण से, अध्ययन में पाया गया कि सर्कमबाइनरी डिस्क (दो तारों के चारों ओर की डिस्क) वास्तव में एकल-तारा डिस्क की तुलना में ग्रह बनाने में बेहतर हैं। वे प्रति डिस्क अधिक "प्रोटोप्लेनेट्स" (शिशु ग्रह) उत्पन्न करते हैं।
3. "कॉस्मिक पिनबॉल" का खेल (माइग्रेशन और निष्कासन)
एक बार जब ये शिशु ग्रह बन जाते हैं, तो यह "रसोई" एक खतरनाक जगह बन जाती है। क्योंकि दो तारे अलग-अलग दिशाओं में खींच रहे हैं और कई शिशु ग्रह स्थान के लिए प्रतिस्पर्धा कर रहे हैं, यह कॉस्मिक पिनबॉल के खेल जैसा हो जाता है।
- द माइग्रेटर्स (प्रवास करने वाले): कुछ ग्रहों को धक्का दिया जाता है और उन्हें तारों की ओर अंदर की ओर खिसकाया जाता है, या उन्हें प्रणाली के किनारों की ओर बाहर फेंका जाता है।
- द आउटकास्ट्स (बाहर निकाले गए ग्रह/मुक्त-तैरते ग्रह): कुछ ग्रहों को दो तारों के गुरुत्वाकर्षण "स्लिंगशॉट" (गुलेल) से इतनी ज़ोर से टकराया जाता है कि उन्हें पूरी प्रणाली से बाहर निकाल दिया जाता है। वे "मुक्त-तैरते ग्रह" बन जाते हैं—अंतरिक्ष के अंधेरे शून्य में भटकते हुए अकेले यात्री, जिनका किसी तारे से कोई संबंध नहीं होता।
बड़ी तस्वीर
लंबे समय तक, वैज्ञानिकों को यकीन नहीं था कि क्या इन अराजक दोहरे-तारा प्रणालियों में गैस दानव (जैसे बृहस्पति) बन सकते हैं। यह शोध पत्र एक "हाँ!" प्रदान करता है।
यह सुझाव देता है कि दो तारों की अराजकता केवल एक बाधा नहीं है; यह वास्तव में एक फैक्ट्री है। गुरुत्वाकर्षण की लहरें एक ब्रह्मांडीय स्टिरर (मथने वाला यंत्र) की तरह काम करती हैं, जो गैस डिस्क को टुकड़ों में तोड़ देती हैं जो जल्दी ही विशाल, चौड़ी कक्षा वाले गैस दानव बन जाते हैं।
संक्षेप में: जबकि एक अकेला तारा एक धीमे, सावधानीपूर्वक मूर्तिकार की तरह ग्रह बनाता है, एक बाइनरी स्टार सिस्टम उन्हें आटे के एक उच्च-गति, अराजक विस्फोट की तरह बनाता है!
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