खगोलविदों ने 700 प्रकाश वर्ष दूर शनि के आकार के ग्रह के वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) खोजी है। यह पहली बार है जब सौर मंडल से परे किसी ग्रह में गैस का स्पष्ट पता लगा है। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप द्वारा की गई खोज इस बात का सुराग देती है कि ग्रह कैसे बने।
परिणाम यह भी दिखाते हैं कि वेब कितनी जल्दी मीथेन और अमोनिया जैसी अन्य गैसों की पहचान कर सकता है, जो ग्रह में जीवन के लिए रहने की क्षमता की ओर इशारा दे सकता है।
कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के निक्कू मधुसूदन कहते हैं कि वेब एक्सोप्लैनेट वायुमंडलीय विज्ञान के इस नए युग की शुरुआत कर रहा है। यहां बताते चलें कि एक्सोप्लैनेट का मतलब एक ग्रह जो सौर मंडल के बाहर एक तारे की परिक्रमा करता है।
वेब टेलीस्कोप प्रकाश की अवरक्त तरंग दैर्ध्य के प्रति संवेदनशील है जो ज्यादातर पृथ्वी के वायुमंडल द्वारा अवरुद्ध हैं। इसने ब्रह्मांड के सबसे दूर के सितारों और आकाशगंगाओं को देखने की क्षमता के साथ खगोलविदों को पहले ही चकाचौंध कर दिया है।
लेकिन आकाशगंगा में घर के बहुत करीब दुनिया का अध्ययन करने वाले शोधकर्ताओं के लिए अवरक्त संवेदनशीलता भी महत्वपूर्ण है। जब एक एक्सोप्लैनेट की कक्षा इसे अपने तारे के सामने ले जाती है, तो कुछ तारों का प्रकाश ग्रह के वायुमंडल से होकर गुजरता है और इसकी संरचना के उंगलियों के निशान होते हैं। वायुमंडलीय गैसें प्रकाश की विशिष्ट तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करती हैं, जो चमक के रूप में दिखाई देती हैं जब तारों की चमक एक स्पेक्ट्रम में फैल जाती है।
अधिकांश गैसों के लिए, इन्फ्रारेड तरंगदैर्ध्य में डूबी होती है। हबल स्पेस टेलीस्कोप और इसके इंफ्रारेड सिबलिंग, स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप ने कुछ गर्म, विशाल एक्सोप्लैनेट के आसपास जल वाष्प, मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड का अधिक पता लगाया है।
वेब ने नेपच्यून के आकार के छोटे ग्रहों और पृथ्वी के आकार के समान चट्टानी ग्रहों में कई और गैसें उजागर हो सकती हैं, हालांकि यह जीवन के अस्तित्व की पुष्टि करने में सक्षम होने की संभावना नहीं है।
अपने पहले एक्सोप्लैनेट अवलोकनों के लिए, खगोलविदों ने गर्म गैस विशाल डब्ल्यूएएसपी -39 बी को लक्षित किया, जो हर 4 दिनों में बुध की तुलना में कक्षा में तारे की परिक्रमा करता है। पहला आंकड़ा 10 जुलाई को लिया गया और कुछ दिनों बाद टीम ने उन पर काम शुरू किया।
शिकागो विश्वविद्यालय के वेब टीम के सदस्य जैकब बीन कहते हैं, तारे के पार एकल पारगमन के आधार पर अधूरे आंकड़े में भी, सीओ 2 का वर्णक्रमीय डिप "एक गले में अंगूठे की तरह चिपक जाता है। वे कहते हैं कि पहले भी गैस की कुछ संभावित पहचान हुई है, लेकिन उनमें से कोई भी जांच के दायरे में नहीं आया। बीन कहते हैं, "वेब का स्पेक्ट्रम" सही आकार, सही आकार और सही स्थिति में था। सीओ 2 अभी बाहर निकली।
हबल और स्पिट्जर ने पहले डब्ल्यूएएसपी-39 बी के वातावरण में जल वाष्प, सोडियम और पोटेशियम पाया है। वेब ने अब सीओ 2, साथ ही एक और गैस जुड़ गई है जिसका वर्णक्रमीय हस्ताक्षर शुरू में एक रहस्य था। बाद के अवलोकनों से पता चला कि यह क्या है, लेकिन बीन इसके बारे में तब तक कुछ नहीं कहेंगे जब तक कि परिणाम की समीक्षा न की जाए।
मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोनॉमी की टीम की सदस्य लौरा क्रेडबर्ग कहती हैं, आने वाले महीनों में टीम ग्रह के पूर्ण स्पेक्ट्रम को ऑप्टिकल से मिडइन्फ्रारेड तक प्रकाशित करेगी और इसके वायुमंडल की पूरी रासायनिक सूची बनाएगी।
सीओ 2 का पता लगाना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह ग्रह की "धातु" के लिए एक सुराग है इसके बनावट में हीलियम से भारी तत्वों का अनुपात है। बिग बैंग में उत्पन्न हाइड्रोजन और हीलियम ब्रह्मांड में सभी दृश्य पदार्थों के लिए प्रारंभिक सामग्री हैं, लेकिन बाद में कुछ तारों को भी भारी बना दिया था।
शोधकर्ताओं का मानना है कि विशाल ग्रहों के निर्माण के लिए भारी तत्वों की अच्छी आपूर्ति महत्वपूर्ण है। जब ग्रह एक नए तारे के चारों ओर सामग्री की एक डिस्क से बनते हैं, तो भारी तत्व ठोस कंकड़ बनाते हैं जो एक ठोस कोर में एक साथ चमकते हैं जो अंततः अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण के साथ गैसों को खींचने और गैस के विशालकाय में विकसित होने के लिए पर्याप्त होता है।
डब्ल्यूएएसपी-39 बी के सीओ 2 सिग्नल से, टीम का अनुमान है कि ग्रह की धात्विकता लगभग शनि से मेल खाती है। मजे की बात यह है कि डब्ल्यूएएसपी-39 बी का द्रव्यमान शनि के समान ही है। बीन कहते हैं, ग्रह कुछ समानताएं साझा करते हैं, भले ही उनकी अलग-अलग कक्षाएं हों। क्या हम इन दो वस्तुओं के लिए एक सामान्य कहानी खोज सकते हैं?।
मधुसूदन कहते हैं कि वेब के साथ, "महत्वपूर्ण रसायन अपवाद के बजाय आदर्श होंगे। वह पूर्वानुमान लगाते है कि जब वेब पृथ्वी के आकार के करीब ठंडे ग्रहों का अध्ययन करना शुरू करेगा, तो कुछ वास्तविक आश्चर्य होंगे - शायद कुछ गैसें जो यह संकेत दे सकती हैं कि ग्रह जीवन के लिए उत्तरदायी हैं या नहीं।
बीन और उनके सहयोगियों ने अरक्सीव पत्रिका में परिणामों को जारी किया है।