जिस लावा ग्रह को नंगी चट्टान होना चाहिए था, वह अपने तारे की 74% रोशनी लौटा देता है

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ने पाया है कि पिघली हुई चट्टान से ढका एक चट्टानी ग्रह, जो अपने तारे के इतना करीब है कि वहां एक साल पृथ्वी के आधे दिन से भी कम समय में पूरा हो जाता है, लगभग उतनी ही अच्छी तरह प्रकाश परावर्तित करता है जितना शुक्र। वेब ने ग्रह का लगभग पूरी कक्षा में अनुसरण किया और देखा कि वह अपने ऊपर पड़ने वाले अधिकांश तारकीय प्रकाश को सोखने के बजाय वापस भेज देता है।

ऐसा नहीं होना चाहिए। लावा गहरे रंग का होता है, और इतने अधिक विकिरण के तहत एक छोटी चट्टानी दुनिया से यह उम्मीद की जाती थी कि उसने बहुत पहले ही अपनी हवा खो दी होगी, जिससे वह एक काली, झुलसी हुई गेंद बची होगी। एक चमकीला ग्रह का मतलब है कि मैग्मा के ऊपर कुछ है: एक मोटा वातावरण, संभवतः चिंतनशील बादलों से युक्त जो सतह से उबलकर निकली चट्टान से बने हैं।

यह TOI-561 b को सौर मंडल से परे अब तक के सबसे मजबूत मामलों में से एक बनाता है, जहां एक चट्टानी ग्रह ने अपना वातावरण बनाए रखा है। JWST ने छोटी चट्टानी दुनियाओं की एक श्रृंखला की जांच की है, जिनमें से अधिकांश लाल बौने तारों के आसपास हैं, और ज्यादातर नंगी चट्टान पाई है। यहां वह ग्रह जिसे वातावरण पाने का सबसे कम अधिकार था, वही इसे बनाए रखने वाला प्रतीत होता है।

यह अध्ययन, जिसका नेतृत्व यूनिवर्सिटी डी मॉन्ट्रियल के सैमुअल बाउचर ने किया, जिसमें यूनिवर्सिटी ऑफ वाटरलू की लिसा डांग परियोजना प्रमुख थीं, द एस्ट्रोनॉमिकल जर्नल में प्रकाशित हुआ है। सह-लेखिका यूनिवर्सिटी ऑफ बर्मिंघम की अंजलि पीटे ने कहा, “हमारी खोज वर्तमान सिद्धांतों को चुनौती देती है। हम उम्मीद करेंगे कि TOI-561 b जैसे अत्यधिक विकिरणित चट्टानी ग्रह ने अरबों साल पहले अपना वातावरण खो दिया होगा।”

वेब ने एक ऐसे ग्रह के प्रकाश को कैसे तौला जिसे वह देख नहीं सकता

वेब TOI-561 b की तस्वीर नहीं ले सकता, जो सेक्सटैंस तारामंडल में लगभग 280 प्रकाश-वर्ष दूर अपने तारे की चमक में खो गया है। वह क्या कर सकता है, वह है तारे और ग्रह के संयुक्त अवरक्त प्रकाश को अत्यधिक सटीकता से मापना और ग्रह के घूमने के साथ उस प्रकाश में होने वाले बदलाव को देखना।

ग्रह लगभग निश्चित रूप से ज्वारीय रूप से स्थिर है, जिसका एक चेहरा स्थायी दिन के उजाले में और दूसरा स्थायी रात में है। जैसे-जैसे यह परिक्रमा करता है, वेब गर्म दिन वाले हिस्से को अधिक देखता है, फिर रात वाले हिस्से को अधिक। जब ग्रह तारे के पीछे फिसलता है, तो उसका प्रकाश गायब हो जाता है, और उस गिरावट का आकार सीधे दिन वाले हिस्से की चमक देता है। कक्षा में यह उतार-चढ़ाव एक चरण वक्र कहलाता है।

टीम ने वेब के NIRSpec उपकरण को लगभग 37 घंटे बिना रुके सिस्टम पर केंद्रित किया, जिसमें लगभग चार कक्षाएं शामिल थीं, लगभग 3 से 5 माइक्रोमीटर के बीच अवरक्त तरंग दैर्ध्य पर। ग्रह का दिन वाला हिस्सा तारे के प्रकाश में केवल कुछ दर्जन भाग प्रति मिलियन जोड़ता है। इसे अलग करने के लिए, शोधकर्ताओं ने ग्रैनुलेशन का भी मॉडल बनाया, जो तारे की सतह पर धीमी उबाल पैटर्न है जो उसकी चमक को झिलमिलाता बनाता है।

डांग ने कहा, “यह तकनीक, जिसे चरण वक्र के रूप में जाना जाता है, ने खुलासा किया कि ग्रह अपने तारे से काफी मात्रा में प्रकाश परावर्तित करता है, और गर्मी केवल सूर्य की रोशनी वाले हिस्से पर नहीं, बल्कि ग्रह के चारों ओर पुनर्वितरित हो रही है। साथ में, ये एक वातावरण की उपस्थिति की ओर इशारा करते हैं।”

क्यों संख्याएं नंगी चट्टान को खारिज करती हैं

तर्क एक ऊर्जा बजट है। इस दूरी पर एक गहरे रंग की नंगी चट्टान, जो सब कुछ अवशोषित करती है और अपनी रात वाली तरफ कोई गर्मी नहीं भेजती, उसका दिन वाला हिस्सा लगभग 3,200 केल्विन, लगभग 2,900 डिग्री सेल्सियस होना चाहिए। वेब ने दिन वाले हिस्से पर लगभग 2,050 केल्विन मापा, जो लगभग 1,780 डिग्री सेल्सियस है, और रात वाले हिस्से पर लगभग 1,090 केल्विन, लगभग 820 डिग्री सेल्सियस। नंगी चट्टान के पास अपनी स्थायी रात को गर्म करने का कोई तरीका नहीं है।

रात वाला हिस्सा अभी भी लापता ऊर्जा के लिए जिम्मेदार होने के लिए पर्याप्त गर्म नहीं है, इसलिए इसका अधिकांश भाग अवशोषित होने से पहले परावर्तित होना चाहिए। इस संतुलन से टीम ने बॉन्ड अल्बेडो, यानी आने वाले तारकीय प्रकाश का वह हिस्सा जो ग्रह अंतरिक्ष में वापस भेजता है, लगभग 0.74 निकाला, जिसमें लगभग दसवां हिस्सा कम या ज्यादा हो सकता है। शुक्र, जो सल्फ्यूरिक एसिड बादलों में लिपटा है, लगभग 0.77 पर है, पृथ्वी लगभग 0.3 और चंद्रमा लगभग 0.1। प्रयोगशाला परीक्षणों से पता चलता है कि लावा एक खराब परावर्तक है, इसलिए जो कुछ भी परावर्तित कर रहा है वह जमीन नहीं है।

ग्रह की जलवायु के एक कंप्यूटर मॉडल ने इसका समर्थन किया। टीम ने जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड के साथ पानी, और लगभग शुद्ध ऑक्सीजन के वातावरण का परीक्षण किया, जिसमें सतह का दबाव 10 बार तक था, जो पृथ्वी से दस गुना है। एक गहरे रंग की नंगी चट्टान ने देखे गए चरण वक्र से कहीं बड़ा चरण वक्र दिया, जबकि 1 से 10 बार के चमकीले वातावरण सबसे करीब आए, चाहे गैस मिश्रण कुछ भी हो। लेखकों को संदेह है कि असली वातावरण और भी मोटा है, क्योंकि ग्रह का कम घनत्व एक गहरे आवरण की ओर इशारा करता है और एक पतली परत इस विकिरण के अरबों वर्षों तक जीवित नहीं रह सकती।

रेत के पदार्थ से बने बादल

संभावित परावर्तक सिलिकेट खनिजों के बादल हैं, जिस परिवार में क्वार्ट्ज और साधारण रेत शामिल हैं। दिन वाला हिस्सा मैग्मा महासागर से चट्टान को वाष्पित करने के लिए पर्याप्त गर्म है, और जहां हवा ठंडी होती है, दिन वाले हिस्से के किनारे के पास, वह वाष्प सिलिकॉन डाइऑक्साइड और मैग्नीशियम सिलिकेट के कणों में संघनित हो सकता है, जो वेब द्वारा उपयोग की गई तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश को बहुत कुशलता से बिखेरते हैं।

टीम ने सबसे कठोर मामले का परीक्षण किया, एक ऐसा ग्रह जो कुछ भी परावर्तित नहीं करता और इसलिए उसका दिन वाला हिस्सा सबसे गर्म संभव है। सुबह वाली तरफ फिर भी बादल बने, जो अकेले लगभग 0.24 के बॉन्ड अल्बेडो के लिए पर्याप्त थे। यह एक फीडबैक का सुझाव देता है: बादल दिन वाले हिस्से को ठंडा करते हैं, ठंडी हवा अधिक बादल बनने देती है, और ग्रह और चमकीला हो जाता है। प्रकाश को मोड़कर, बादल उस ऊर्जा को भी काट देते हैं जो गैस को अंतरिक्ष में भगाती है, जो वातावरण के लिए सनस्क्रीन का काम करते हैं। इसी तरह का प्रभाव गर्म नेपच्यून LTT 9779 b के लिए प्रस्तावित किया गया है, जो सबसे अधिक परावर्तक ज्ञात एक्सोप्लैनेट में से एक है।

यह क्या तय नहीं करता

कोई नहीं जानता कि वातावरण किससे बना है। यह कार्बन डाइऑक्साइड का घना आवरण हो सकता है, एक बहुत गर्म शुक्र, या सल्फर डाइऑक्साइड से भरपूर हो सकता है जैसे बृहस्पति के ज्वालामुखी चंद्रमा आयो से निकलने वाली गैसें। जलवायु मॉडल पानी से भरपूर और ऑक्सीजन से भरपूर मिश्रणों को लगभग समान रूप से फिट करते हैं, और लेखक उन्हें रैंक करने से इनकार करते हैं।

दो NIRSpec डिटेक्टर भी असहमत हैं। एक सबसे गर्म स्थान को मॉडल की भविष्यवाणी से पश्चिम की ओर स्थानांतरित दिखाता है, दूसरा रात वाला हिस्सा किसी भी मॉडल की तुलना में ठंडा दिखाता है। टीम का कहना है कि यह अवशिष्ट तारकीय झिलमिलाहट, एक डिटेक्टर में ज्ञात बहाव, या तरंग दैर्ध्य के साथ बादलों या गैसों में वास्तविक अंतर हो सकता है। तापमान एक संकीर्ण अवरक्त खिड़की पर टिका है जो ग्रह की चमक के चरम को याद करती है, इसलिए वे सर्वोत्तम अनुमान हैं।

सबसे गहरी समस्या यह है कि वातावरण का अस्तित्व ही क्यों है। पलायन सिद्धांत कहता है कि इतना विकिरणित एक सुपर-अर्थ को नंगा कर दिया जाना चाहिए। लेखक चार रास्ते सूचीबद्ध करते हैं: ग्रह गैस से भरपूर पैदा हुआ था, एक मिनी-नेपच्यून के रूप में; भारी द्वितीयक वातावरण हल्के हाइड्रोजन वाले की तुलना में कहीं अधिक धीरे लीक होते हैं; ग्रह आगे बना और अपने तारे की सबसे भीषण युवावस्था के बाद देर से अंदर की ओर प्रवास किया; या पिघले हुए आंतरिक भाग में बंद गैसें वापस रिस रही हैं, मैग्मा महासागर एक ग्रह-व्यापी ज्वालामुखी के रूप में कार्य कर रहा है। एक से अधिक सत्य हो सकते हैं।

बहुत कम चट्टान वाली चट्टानी दुनिया

TOI-561 b सूर्य से थोड़ा छोटा और ठंडा और लगभग 10 अरब साल पुराना, सूर्य की उम्र का दोगुना, एक तारे के चारों ओर ज्ञात चार ग्रहों में सबसे भीतरी है। ग्रह पृथ्वी की चौड़ाई का लगभग 1.4 गुना और द्रव्यमान का 2.2 गुना है, इसलिए यह पृथ्वी और ऐसी तंग कक्षाओं पर अधिकांश ग्रहों की तुलना में कम घना है, जो हल्के पदार्थ की गहरी परत का प्रारंभिक संकेत है। यह सूर्य से बुध की तुलना में अपने तारे से लगभग 35 गुना करीब परिक्रमा करता है, लगभग 10.7 घंटों में, और पृथ्वी को मिलने वाले तारकीय प्रकाश का लगभग 4,700 गुना प्राप्त करता है।

TOI-561 b के बारे में आम सवाल

TOI-561 b क्या है?

लगभग 280 प्रकाश-वर्ष दूर एक चट्टानी सुपर-अर्थ, जो पृथ्वी की चौड़ाई का लगभग 1.4 गुना है। यह अपने तारे की परिक्रमा लगभग 10.7 घंटों में करता है, इतना करीब कि इसकी सतह को मैग्मा का वैश्विक महासागर माना जाता है।

क्या TOI-561 b का वातावरण है?

सबूत हां कहते हैं। वेब ने नंगी चट्टान की तुलना में कहीं अधिक ठंडा दिन वाला हिस्सा और गर्म रात वाला हिस्सा मापा, जो एक साथ एक मोटे वातावरण की आवश्यकता रखते हैं जो प्रकाश को परावर्तित करता है और ग्रह के चारों ओर गर्मी घुमाता है।

क्या लावा ग्रह पर बादल हो सकते हैं?

शायद। TOI-561 b पर, मैग्मा महासागर से चट्टानी वाष्प सिलिकॉन डाइऑक्साइड और मैग्नीशियम सिलिकेट बादलों में संघनित हो सकता है जहां दिन वाली हवा ठंडी होती है, और वे बादल इसके लगभग 0.74 के बॉन्ड अल्बेडो के लिए प्रमुख स्पष्टीकरण हैं।

क्या TOI-561 b पर कुछ भी जीवित रह सकता है?

नहीं। लगभग 1,800 डिग्री सेल्सियस के दिन वाले हिस्से और पिघली हुई चट्टान की सतह के साथ, ग्रह किसी भी सीमा से बाहर है जहां जीवन जैसा हम जानते हैं वह जीवित रह सकता है। इसका मूल्य यह है कि यह दिखाता है कि चट्टानी ग्रह अपनी हवा कैसे बनाए रखते हैं या खो देते हैं।

आगे क्या होगा

उसी वेब डेटा में एक ट्रांजिट स्पेक्ट्रम शामिल है, जो ग्रह के अपने तारे को पार करते समय वातावरण के माध्यम से छनने वाला तारकीय प्रकाश है, जिसका टीम एक आगामी पेपर में वातावरण की मोटाई, संरचना और बादलों की जांच करने के लिए विश्लेषण करेगी। वे यह देखने के लिए आंतरिक और वातावरण के सह-विकास का भी मॉडल बना रहे हैं कि कौन सा पलायन मार्ग फिट बैठता है।

वेब ने मई 2024 में दो दिनों में अवलोकन कार्यक्रम 3860 के तहत चरण वक्र एकत्र किया। कार्नेगी इंस्टीट्यूशन फॉर साइंस की जोहाना टेस्के के नेतृत्व में दिन वाले हिस्से का पहला विश्लेषण दिसंबर 2025 में घोषित किया गया था और पाया गया कि ग्रह नंगी चट्टान के लिए बहुत ठंडा है। चरण-वक्र पेपर 29 सितंबर 2026 को ऑनलाइन प्रकाशित हुआ था, और यूनिवर्सिटी ऑफ बर्मिंघम ने 26 अक्टूबर 2026 को परिणाम की घोषणा की थी।

निर्णायक परीक्षण वेब के MIRI मध्य-अवरक्त उपकरण के साथ एक चरण वक्र है, जो दिन और रात के तापमान को स्वतंत्र रूप से निर्धारित करेगा, तारकीय झिलमिलाहट से कम प्रभावित होगा और 15-माइक्रोमीटर बैंड को कवर करेगा जहां कार्बन डाइऑक्साइड एक मजबूत छाप छोड़ता है। डांग ने कहा, “JWST के साथ लंबी तरंग दैर्ध्य पर ग्रह का अवलोकन हमें अंतर्दृष्टि दे सकता है और यह समझाने में मदद कर सकता है कि इतना गर्म ग्रह अरबों वर्षों तक वातावरण कैसे बनाए रखा है।”

संदर्भ: Boucher et al., “A Highly Reflective Atmosphere on the Lava World TOI-561b Revealed by JWST/NIRSpec Phase Curves,” The Astronomical Journal, 2026. DOI: 10.3847/1538-3881/ae9763

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