Introduction
खगोलविदों ने पहली बार हमारे सौर मंडल से परे एक ग्रह के वायुमंडल की त्रि-आयामी संरचना को समझा है, जिससे एक भयंकर गर्म गैस वाले ग्रह पर शादी के केक जैसी तीन परतें सामने आई हैं, जो हमारे सूर्य से बड़े और गर्म तारे के करीब परिक्रमा करता है। शोधकर्ताओं ने यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला के चिली स्थित बहुत बड़े टेलीस्कोप की सभी चार दूरबीन इकाइयों को मिलाकर WASP-121b, जिसे टाइलोस भी कहा जाता है, के वायुमंडल को देखा, जिसमें विभिन्न रासायनिक संरचना और तीव्र हवाओं के साथ परतों का एक स्तरीकरण देखा गया।
अब तक, शोधकर्ता हमारे सौर मंडल के बाहर के कुछ ग्रहों - जिन्हें एक्सोप्लैनेट कहा जाता है - के लिए वायुमंडलीय रासायनिक संरचना का पता लगाने में सक्षम रहे हैं, लेकिन ऊर्ध्वाधर संरचना या रासायनिक तत्वों के वितरण के तरीके का मानचित्रण किए बिना। WASP-121b एक 'अल्ट्रा-हॉट जुपिटर' है, जो बड़े गैस ग्रहों का एक वर्ग है जो अपने मेजबान तारे के करीब परिक्रमा करते हैं, जिससे वे अत्यधिक गर्म हो जाते हैं। इसका वायुमंडल मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम से बना है, जैसे कि हमारे सौर मंडल के सबसे बड़े ग्रह बृहस्पति का है। लेकिन WASP-121b का वायुमंडल पहले कभी नहीं देखा गया है।
शोधकर्ताओं ने विशिष्ट तत्वों की उपस्थिति को देखते हुए तीन परतों में अंतर किया। WASP-121b की निचली परत में लोहे की उपस्थिति थी - वायुमंडल की अविश्वसनीय गर्मी के कारण गैसीय रूप में एक धातु। हवाएं ग्रह के शाश्वत गर्म हिस्से से गैस को उसके ठंडे हिस्से में ले जाती हैं। बीच की परत में सोडियम की उपस्थिति थी, जिसमें ग्रह के चारों ओर लगभग 43,500 मील (70,000 किमी) प्रति घंटे की गति से एक जेट स्ट्रीम बह रही थी - जो हमारे सौर मंडल में किसी भी हवा से अधिक तेज़ थी। ऊपरी परत को उसके हाइड्रोजन के आधार पर पहचाना गया था, जिसमें से कुछ परत अंतरिक्ष में खो गई थी।
यूरोपियन सदर्न ऑब्जर्वेटरी और फ्रांस के ऑब्जर्वेटरी डे ला कोटे डी'ज़ूर में लैग्रेंज प्रयोगशाला की खगोलशास्त्री जूलिया विक्टोरिया सेडेल ने कहा, 'यह संरचना पहले कभी नहीं देखी गई है और यह वर्तमान भविष्यवाणियों को चुनौती देती है कि वायुमंडल को कैसे व्यवहार करना चाहिए।' शोधकर्ताओं ने WASP-121b के वायुमंडल में गैसीय रूप में टाइटेनियम का भी पता लगाया। पृथ्वी पर, न तो लोहा और न ही टाइटेनियम वायुमंडल में मौजूद है क्योंकि वे WASP-121b की तुलना में हमारे ग्रह के कम तापमान के कारण ठोस धातु हैं। पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल में सोडियम की एक परत है।
स्वीडन के लुंड विश्वविद्यालय में खगोल विज्ञान में डॉक्टरेट की छात्रा और अध्ययन की सह-लेखिका बिबियाना प्रिनोथ ने कहा, 'मेरे लिए, इस अध्ययन का सबसे रोमांचक हिस्सा यह है कि यह वर्तमान दूरबीनों और उपकरणों के साथ जो संभव है, उसकी सीमाओं पर काम करता है। WASP-121b का द्रव्यमान बृहस्पति के बराबर है, लेकिन व्यास दोगुना है, जिससे यह अधिक फूला हुआ है। यह पृथ्वी से लगभग 900 प्रकाश वर्ष की दूरी पर पुपिस नक्षत्र की दिशा में स्थित है। एक प्रकाश वर्ष वह दूरी है जो प्रकाश एक वर्ष में तय करता है, 5.9 ट्रिलियन मील (9.5 ट्रिलियन किमी)।
WASP-121b ज्वारीय रूप से बंद है, जिसका अर्थ है कि इसका एक भाग हमेशा अपने तारे की ओर रहता है और दूसरा भाग दूर की ओर रहता है, जैसे चंद्रमा पृथ्वी की ओर रहता है। तारे की ओर वाले भाग का तापमान लगभग 4,900 डिग्री फ़ारेनहाइट (2,700 डिग्री सेल्सियस/3,000 डिग्री केल्विन) होता है। दूसरा भाग लगभग 2,200 डिग्री फ़ारेनहाइट (1,250 डिग्री सेल्सियस/1,500 डिग्री केल्विन) पर होता है। ग्रह अपने तारे की परिक्रमा पृथ्वी से सूर्य की दूरी के लगभग 2.5% पर करता है। यह हमारे सौरमंडल के सबसे भीतरी ग्रह बुध की तुलना में अपने तारे के लगभग एक तिहाई करीब है - इतना करीब कि यह 1.3 दिनों में एक परिक्रमा पूरी करता है।
इसका मेजबान तारा, जिसे WASP-121 कहा जाता है, सूर्य के द्रव्यमान और व्यास का लगभग 1-1/2 गुना है, और अधिक गर्म है। किसी बाह्यग्रह के वायुमंडल की संरचना को समझने में सक्षम होना खगोलविदों के लिए जीवन को आश्रय देने में सक्षम छोटे चट्टानी ग्रहों की खोज में सहायक हो सकता है।
प्रिनोथ ने कहा, 'भविष्य में, हम संभवतः छोटे और ठंडे ग्रहों के लिए भी इसी तरह के अवलोकन प्रदान करने में सक्षम होंगे और इस प्रकार पृथ्वी के अधिक समान होंगे,' विशेष रूप से यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला के अत्यधिक बड़े टेलीस्कोप के साथ, जो दशक के अंत तक चिली में दुनिया के सबसे बड़े ऑप्टिकल टेलीस्कोप के रूप में पूरा होने वाला है। 'ये विस्तृत अध्ययन ब्रह्मांड में हमारे स्थान के लिए संदर्भ प्रदान करने के लिए आवश्यक हैं,' सीडेल ने कहा। 'क्या पृथ्वी की जलवायु अद्वितीय है? क्या हमारे एक डेटा बिंदु - पृथ्वी - से प्राप्त सिद्धांत वास्तव में एक्सोप्लैनेट की पूरी आबादी की व्याख्या कर सकते हैं?'
सीडेल ने कहा, "हमारे अध्ययन से हमने दिखाया है कि जलवायु पूर्वानुमान से बहुत अलग तरीके से व्यवहार कर सकती है। हमारे घर की तुलना में बाहर बहुत अधिक विविधता है।"
