Discovering J1407b: The Extraordinary Super Saturn and Its Unmatched Ring System

Super Saturn: A Closer Look at the Largest Ring System in the Universe 

वे इसे सुपर सैटर्न कहते हैं, जिसे स्टेरॉयड पर सैटर्न या रिंग्स का सच्चा भगवान भी कहा जाता है। इसका वास्तविक नाम J1407b है, और यह दुनिया सचमुच असाधारण है। सुपर सैटर्न हमसे लगभग 434 प्रकाश वर्ष दूर सेंटॉरस तारामंडल में स्थित एक विशाल बाह्यग्रह है। यह ग्रह ब्रह्माण्ड में अब तक ज्ञात सबसे बड़े वलय तंत्र से घिरा हुआ है, जिसके कारण शनि ग्रह छोटा प्रतीत होता है। जे1407बी का पहला अवलोकन 2012 में रोचेस्टर विश्वविद्यालय के एरिक मामाजेक के नेतृत्व में खगोलविदों की एक टीम द्वारा किया गया था, जिसमें सुपरडब्ल्यूएएसपी परियोजना के डेटा का उपयोग किया गया था। सुपरडब्ल्यूएएसपी एक सर्वेक्षण है जो अपने मूल तारे के सामने से गुजरने वाले गैस दिग्गजों का पता लगाने के लिए बनाया गया है।

इन अवलोकनों से पता चला कि बाह्यग्रह पर एक विशाल वलय प्रणाली थी जो शनि के वलय से लगभग 200 गुना बड़ी थी। अनुमान लगाया गया कि ये छल्ले शनि के छल्लों से दो सौ गुना बड़े थे तथा इनमें भारी मात्रा में पदार्थ मौजूद था, जो मोटे तौर पर पृथ्वी के द्रव्यमान के बराबर था। टीम ने सुझाव दिया कि ये छल्ले एक युवा विशाल ग्रह या भूरे रंग के बौने के चारों ओर चंद्रमा बनाने वाली डिस्क के कारण बने थे। 2015 में, लीडेन विश्वविद्यालय के खगोलशास्त्री मैथ्यू केनवर्थी के नेतृत्व में एक टीम ने डेटा पर पुनः नजर डाली और दिखाया कि रिंग प्रणाली में 30 से अधिक रिंग हैं, जिनमें से प्रत्येक का व्यास करोड़ों किलोमीटर है।

उन्होंने यह भी पाया कि वलय प्रणाली में अंतरालों की एक श्रृंखला थी तथा घनत्व में भिन्नता थी, जो वलय प्रणाली के भीतर परिक्रमा कर रहे एक्सोमून की उपस्थिति का संकेत देती थी। वैज्ञानिकों ने पाया कि ग्रह का मूल तारा वलयों को प्रत्यक्ष रूप से देखने के लिए बहुत दूर था, लेकिन वे वलयों के माध्यम से गुजरने वाले तारों के प्रकाश में तेजी से होने वाले चमक परिवर्तनों के आधार पर एक विस्तृत मॉडल बनाने में सक्षम थे।

उन्होंने इन मॉडलों का उपयोग यह देखने के लिए किया कि एक्सोमून किस प्रकार वलय प्रणाली को प्रभावित कर रहे हैं, तथा पाया कि चंद्रमा अपनी कक्षाओं में उपस्थित पदार्थों को हटाकर वलय में अंतराल पैदा कर रहे हैं। वे अंतरालों के आकार और दूरी के आधार पर चन्द्रमाओं के आकार और द्रव्यमान का अनुमान लगाने में भी सक्षम थे। यह एक्सोमून के अस्तित्व का मजबूत सबूत था जो एक महत्वपूर्ण खोज थी।

बहुत कम का प्रत्यक्ष रूप से पता लगाया जा सका है। शोधकर्ताओं ने बताया कि देखा गया ग्रहण कई सप्ताह तक चला और उन्होंने वलयों में मौजूद सूक्ष्म संरचनाओं के परिणामस्वरूप दसियों मिनट के समय पैमाने पर तीव्र परिवर्तन देखा।

सुपर सैटर्न की वलय प्रणाली का व्यास 120 मिलियन किलोमीटर (74 मिलियन मील) है। तुलना के लिए, पृथ्वी और सूर्य के बीच औसत दूरी लगभग 149.6 मिलियन किलोमीटर (92 मिलियन मील) है, इसलिए यह वलय प्रणाली लगभग पृथ्वी और सूर्य के बीच की दूरी के बराबर है। यदि आप J1407b रिंग सिस्टम से होकर प्रकाश की गति से यात्रा करें, तो आपको इसे एक ओर से दूसरी ओर पार करने में लगभग 6.7 मिनट लगेंगे।

तुलना के लिए, प्रकाश को सूर्य से पृथ्वी तक आने में लगभग 8 मिनट लगते हैं। यदि हम शनि के छल्लों को J1407b के चारों ओर के छल्लों से बदल दें, तो वे रात में नंगी आंखों से आसानी से दिखाई देंगे और पूर्णिमा से कई गुना बड़े होंगे। जे1407बी वलय प्रणाली इतनी बड़ी होने का एक कारण यह है कि यह ग्रह एक विशाल गैस दानव है, जिसका द्रव्यमान संभवतः बृहस्पति के द्रव्यमान के 10 से 40 के बीच है। इसका अर्थ यह है कि ग्रह का गुरुत्वाकर्षण इतना मजबूत है कि वह एक विशाल वलय प्रणाली को थामे रह सकता है।

इसके विशाल और अत्यधिक सघन छल्लों के लिए सबसे संभावित व्याख्याओं में से एक यह है कि J1407b बहुत युवा है और इसकी अधिकांश वलय प्रणाली संभवतः समय के साथ चंद्रमाओं में विलीन हो जाएगी। लेकिन फिर, हो सकता है कि इसमें एक बहुत शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र भी शामिल हो जो रिंग के मलबे को उपग्रहों में बदलने से रोकने में मदद करता हो, लेकिन यह केवल अटकलें हैं। वर्तमान आंकड़ों के आधार पर, यह उम्मीद की जा रही है कि अगले कई लाख वर्षों में ये छल्ले पतले हो जाएंगे और अंततः गायब हो जाएंगे, क्योंकि डिस्क में मौजूद पदार्थों से उपग्रह बन जाएंगे।

इन छल्लों की खोज ग्रह विज्ञान समुदाय द्वारा दशकों से दिए जा रहे इस सिद्धांत को मजबूती से पुष्ट करती है कि बृहस्पति और शनि जैसे ग्रहों के चारों ओर प्रारंभिक अवस्था में डिस्क रही होगी, जिसके कारण चंद्रमाओं का निर्माण हुआ। शनि के छल्लों के निर्माण की सटीक प्रक्रिया अभी भी पूरी तरह समझ में नहीं आई है, लेकिन वैज्ञानिकों ने अवलोकनों और कंप्यूटर सिमुलेशन के आधार पर कई सिद्धांत प्रस्तावित किए हैं। एक सिद्धांत यह है कि शनि के छल्ले किसी चंद्रमा या अन्य खगोलीय पिंड के अवशेष हैं जो शनि के गुरुत्वाकर्षण के कारण टूट गए थे।

यह सिद्धांत बताता है कि इन छल्लों का निर्माण अपेक्षाकृत हाल ही में हुआ है, संभवतः पिछले 100 मिलियन वर्षों में, तथा अंततः ये गायब हो जाएंगे, क्योंकि शेष सामग्री या तो शनि में गिर जाएगी या अंतरिक्ष में फेंक दी जाएगी। एक अन्य सिद्धांत यह है कि ये छल्ले शनि प्रणाली में दो चंद्रमाओं या अन्य पिंडों के बीच टकराव का परिणाम हैं। यह सिद्धांत बताता है कि ये छल्ले पहले के अनुमान से कहीं अधिक पुराने हो सकते हैं, संभवतः सौरमंडल जितने पुराने।

तीसरा सिद्धांत यह है कि ये छल्ले ऐसी सामग्री का परिणाम हैं जो कभी भी किसी चंद्रमा या अन्य वस्तु में पूरी तरह से संयोजित नहीं हो सकी, संभवतः इसका कारण निकटवर्ती चंद्रमाओं का गुरुत्वाकर्षण प्रभाव या अन्य कारक हैं। यह सिद्धांत बताता है कि ये छल्ले अन्य सिद्धांतों की तुलना में बहुत पुराने हो सकते हैं, संभवतः केवल कुछ मिलियन वर्ष पुराने। यद्यपि इन सिद्धांतों में विवरण भिन्न-भिन्न हैं, फिर भी वे सभी यह सुझाते हैं कि शनि के वलय अतीत में घटित किसी प्रकार की विघटनकारी घटना का परिणाम हैं, जिसके कारण ग्रह के चारों ओर की कक्षाओं में पदार्थ बिखर गए।

J1407b के साथ भी ऐसी ही स्थिति घटित हो सकती थी। रिंग प्रणालियों का अध्ययन करना इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि इससे हमें ग्रह निर्माण को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिल सकती है, क्योंकि रिंग प्रणालियों को ग्रहों और चंद्रमाओं के निर्माण की प्रक्रिया के अवशेष माना जाता है। वलय प्रणालियों के अध्ययन से नए चंद्रमाओं या अन्य ग्रहीय पिंडों की खोज भी हो सकती है। उदाहरण के लिए, शनि के वलयों के कैसिनी अंतरिक्ष यान के अवलोकन से कई छोटे चंद्रमाओं की खोज हुई, जो पहले किसी का ध्यान नहीं गए थे।