आपल्या सूर्याला जशी स्वतःची ग्रहमाला आहे, तशीच विश्वातल्या अनेक ताऱ्यांना स्वतःची ग्रहमाला आहे. आतापर्यंत अशा साडेतीन हजारांहून अधिक ग्रहमालांचा शोध लागला आहे. इतर ताऱ्यांभोवती प्रदक्षिणा घालणाऱ्या ग्रहांना ‘बाह्यग्रह’ म्हटलं जातं. या बाह्यग्रहांपैकी अनेक ग्रह हे विविध दृष्टींनी वैशिष्ट्यपूर्ण आहेत. अशाच एका वैशिष्ट्यपूर्ण बाह्यग्रहाचा शोध जर्मनीतील बर्लिन येथील ‘सेंटर फॉर अ‍ॅस्ट्रॉनॉमी अँड अ‍ॅस्ट्रोफिजिक्स’ या संस्थेतील क्रिस्टिन लॅम आणि त्यांच्या इतर सहकाऱ्यांनी लावला आहे. या बाह्यग्रहाचं वैशिष्ट्य म्हणजे, हा बाह्यग्रह मुख्यतः लोखंडाचा बनला आहे. हा ग्रह दक्षिण आकाशातील नौकाशीर्ष या तारकासमूहातील ‘जीजे ३६७’ या नावे ओळखल्या जाणाऱ्या, लाल रंगाच्या एका छोट्या ताऱ्याभोवताली प्रदक्षिणा घालत आहे. हा तारा आपल्यापासून सुमारे एकतीस प्रकाशवर्षं अंतरावर आहे. क्रिस्टिन लॅम आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी लावलेला, या वैशिष्ट्यपूर्ण बाह्यग्रहाचा हा शोध ‘सायन्स’ या शोधपत्रिकेत काही महिन्यांपूर्वी प्रसिद्ध झाला.
तारे हे आपल्यापासून खूप दूरच्या अंतरावर आहेत. त्यामुळे या ताऱ्यांभोवती प्रदक्षिणा घालणारे ग्रह दुर्बिणीतून थेट दिसू शकत नाहीत. या ग्रहांचा शोध दुर्बिणीतूनच, परंतु अप्रत्यक्ष पद्धतींनी घेतला जातो. यातली एक पद्धत ही, हा ग्रह ज्या ताऱ्याभोवती प्रदक्षिणा घालतो आहे, त्या पितृताऱ्याच्या तेजस्वीतेतील बदलावर आधारलेली आहे. पितृताऱ्याभोवती प्रदक्षिणा घालत असताना, काही ग्रह हे पितृतारा व पृथ्वी यांच्या बरोबर मधून पार होत असतात. अशा वेळी हे ग्रह पितृताऱ्याच्या बिंबाला अल्प प्रमाणात झाकतात. हे ग्रह दिसू शकत नसले तरीही, त्यांच्या या पितृताऱ्याच्या बिंबावरील अधिक्रमणामुळे पितृताऱ्याचं तेज किंचितसं कमी होतं. हे ग्रह पितृताऱ्याभोवती प्रदक्षिणा घालीत असल्यानं, पितृताऱ्याची तेजस्वीता ठरावीक काळानं पुनः पुनः कमी-जास्त होत असते. आवर्ती पद्धतीनं कमी-जास्त होणाऱ्या या तेजस्वीतेवरून, एखाद्या ताऱ्याभोवती प्रदक्षिणा घालणाऱ्या अशा ग्रहाचं अस्तित्व स्पष्ट होतं. क्रिस्टिन लॅम आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी, जीजे ३६७ ताऱ्याभोवती फिरणाऱ्या बाह्यग्रहाचा शोध याच पद्धतीनं लावला आहे.
क्रिस्टिन लॅम आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपला हा शोध नासाच्या ‘टेस’ या कृत्रिम उपग्रहावरील, ताऱ्यांची तेजस्वीता मोजणाऱ्या प्रकाशमापकाच्या मदतीनं लावला. टेस हा उपग्रह विविध ताऱ्यांच्या बिंबांवरील, त्यांच्या ग्रहांनी केलेल्या अधिक्रमणांचा शोध घेतो. किमान एक लाख किलोमीटर, तर कमाल पावणेचार लाख किलोमीटर अंतरावरून पृथ्वीला प्रदक्षिणा घालणारा टेस हा उपग्रह पृथ्वीभोवतालची आपली प्रदक्षिणा सुमारे पावणेचौदा दिवसांत पूर्ण करतो. या उपग्रहाद्वारे केल्या गेलेल्या निरीक्षणांत जीजे ३६७ या ताऱ्याची तेजस्वीता किंचितशी बदलत असल्याचं आढळून आलं.
जीजे ३६७ या ताऱ्याच्या २८ फेब्रुवारी २०१९ ते २६ मार्च २०१९ या २७ दिवसांच्या काळात केल्या गेलेल्या निरीक्षणांनुसार, या ताऱ्याची तेजस्वीता सुमारे ७.७ तासांच्या आवर्तनकालानुसार ०.०३ टक्क्यानं कमी-जास्त होत असल्याचं दिसून आलं. तेजस्वीतेतला हा बदल, या ताऱ्याभोवती एखादा ग्रह प्रदक्षिणा घालत असल्याचं दर्शवत होता. तेजस्वीतेतील बदलाचा ७.७ तासांचा आवर्तनकाल हा, या ग्रहाचा प्रदक्षिणाकाल अवघा ७.७ तासांचा असल्याचं सूचित करत होता. प्रदक्षिणेच्या या अतिशय छोट्या कालावधीवरून, हा ग्रह आपल्या पितृताऱ्याभोवती अगदी जवळून फेरी मारीत असल्याचं स्पष्ट झालं. प्रदक्षिणाकाळावरून केलेल्या गणितानुसार, या ग्रहाचं पितृताऱ्यापासूनचं अंतर अवघं सुमारे साडेदहा लाख किलोमीटर म्हणजे चंद्र-पृथ्वी अंतराच्या तिपटीहूनही कमी असावं.
पितृताऱ्याच्या तेजस्वीतेतील अवघ्या ०.०३ टक्क्याच्या बदलावरून हा ग्रह अतिशय छोट्या आकाराचा असण्याची शक्यता अगोदरच दिसून आली होती. क्रिस्टिन लॅम आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी मांडलेल्या, तेजस्वीतेतील बदलावर आधारलेल्या गणितानुसार या ग्रहाचा आकार (व्यास) पृथ्वीच्या तुलनेत फक्त ७२ टक्के इतका भरला. आतापर्यंत जरी काही हजार बाह्यग्रहांचा शोध लागला असला तरी, इतक्या लहान आकाराचे बाह्यग्रह फार कमी शोधले गेले आहेत. या बाह्यग्रहाच्या अभ्यासातला यानंतरचा महत्त्वाचा भाग होता तो, या ग्रहाचं वस्तुमान शोधून काढण्याचा. हे वस्तुमान शोधून काढण्यासाठी आता पृथ्वीवरील दुर्बिणीचं साहाय्य घेतलं गेलं.
ग्रहाचं वस्तुमान काढण्यासाठी पितृतारा आणि त्याचा ग्रह, यांतलं गुरुत्वाकर्षणाचं बल माहीत असायला हवं. जेव्हा एखादा ग्रह त्याच्या पितृताऱ्याभोवती प्रदक्षिणा घालताना दिसतो, तेव्हा ग्रह आणि पितृतारा हे दोघेही एकमेकांच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावाखाली असतात. त्यामुळे ग्रहाच्या पितृताऱ्याच्या प्रदक्षिणेदरम्यान पितृताऱ्याच्या स्थानातही थोडासा बदल होत असतो. या बदलादरम्यानची पितृताऱ्याची गती मोजल्यास, त्यावरून त्या दोहोंतील गुरुत्वाकर्षणाचं बल आणि पर्यायानं त्या ग्रहाचं वस्तुमान काढता येतं. पितृताऱ्याची ही गती त्याच्या वर्णपटातील विविध रेषांच्या स्थानात (लहरलांबीत) होत असलेल्या बदलावरून कळू शकते. क्रिस्टिन लॅम आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी ‘युरोपिअन सदर्न ऑब्झर्वेटरी’ या वेधशाळेच्या, चिलीमधील ३.६ मीटर व्यासाच्या दुर्बिणीला जोडलेल्या वर्णपटमापकाद्वारे जीजे ३६७ या ताऱ्याचा वर्णपट घेतला. या वर्णपटातील रेषांच्या अभ्यासावरून, या ग्रहाचं वस्तुमान पृथ्वीच्या तुलनेत ५५ टक्के इतकं असल्याचं दिसून आलं.
या ग्रहाचा आकार व वस्तुमान पाहता, हा ग्रह आकारानं लहान तर आहेच, परंतु त्याचबरोबर तो बराच घनही असला पाहिजे. पृथ्वीच्या तुलनेतील ७२ टक्के आकार व ५५ टक्के वस्तुमान हे आकडे, हा ग्रह पाण्यापेक्षा आठपट घन असल्याचं दर्शवतात. या ग्रहाची ही घनता लोखंडाच्या घनतेइतकी भरते. आपल्या ग्रहमालेतील बुध, शुक्र, पृथ्वी, मंगळ या घन ग्रहांचा गाभा हा मुख्यतः लोखंडाचा बनलेला आहे. या ग्रहाचा गाभासुद्धा लोखंडाचाच बनलेला असल्याची अपेक्षा आहे. मात्र ग्रहाची घनता लक्षात घेता, या गाभ्यानं या ग्रहाचा मोठा भाग व्यापला असण्याची शक्यता आहे. क्रिस्टिन लॅम आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी केलेल्या संगणकीय गणितानुसार, या ग्रहाच्या केंद्रापासून पृष्ठभागापर्यंतच्या (व्यासाच्या) सुमारे ८६ टक्के भागापर्यंत त्याचा गाभा पसरला आहे. या गाभ्यावर खडकांचा पातळ थर असावा. असे ‘लोखंडी’ ग्रह आपल्याला नवे नाहीत, मात्र ते दुर्मिळ आहेत. खुद्द आपला बुध हासुद्धा एक लोखंडी ग्रह आहे. कारण बुधाचा ८४ टक्के भाग हा लोहयुक्त गाभ्यानं व्यापला आहे व त्याबाहेर खडकांचा थर आहे. थोडक्यात म्हणजे हा ग्रह आकारानं मंगळाएवढा आहे, मात्र त्याची रचना ही बुधासारखी आहे.
क्रिस्टिन लॅम आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी शोधलेला हा ग्रह इतका लोहयुक्त का असावा, याचं नक्की कारण आज तरी सांगता येत नाही. एका तर्कानुसार, कदाचित हा ग्रह मुळचा एखादा मोठा, वातावरणानं वेढलेला नेपच्यूनएवढा वायुमय ग्रह असावा. पितृताऱ्याच्या अगदी निकट असल्यानं, ताऱ्याकडच्या बाजूचं त्यांचं तापमान सुमारे दीड हजार अंश सेल्सिअस इतकं आहे. इतक्या तप्त परिस्थितीत या ग्रहावरचं वातावरण व इतर काही पदार्थ बाष्पीभूत होऊन, ग्रहाला सोडून गेले असावेत. त्यानंतर मागे राहिला तो, त्या ग्रहाचा लोहयुक्त घन गाभा. ग्रहावरचे वायू ग्रहाला सोडून जाण्यामागचं दुसरं कारण म्हणजे, या ग्रहावर दुसरा एखादा ग्रह आदळला असावा व त्या टकरीदरम्यान या ग्रहावरचे वायू या ग्रहाला सोडून गेले असावेत. या ग्रहाचा पृष्ठभाग हा अर्धवट वितळलेल्या स्वरूपात असण्याची शक्यता नाकारता येत नाही. जर असं असलं तर, आजही या लोखंडी ग्रहाभोवती वातावरण असू शकतं. मात्र हे वातावरण असेल ते मुख्यतः बाष्पीभूत होऊ शकलेल्या खनिजांचं!
— डॉ. राजीव चिटणीस.
छायाचित्र सौजन्य: SPP 1992 / Patricia Klein, NASA
Leave a Reply