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Astronomers from the University of Arizona, in collaboration with an international team, have made a groundbreaking observation of the atmosphere of a remarkably inflated exoplanet using NASA’s James Webb Space Telescope. This exoplanet, comparable in size to Jupiter yet only a tenth of its mass, exhibits a striking east-west asymmetry in its atmosphere, indicating significant atmospheric disparities.
Published in Nature Astronomy, lead author Matthew Murphy, a graduate student at the U of A Steward Observatory, noted, “This is the first instance of observing east-west asymmetry in any exoplanet as it transits its star from space.” A transit occurs when a planet crosses in front of its star, akin to the moon during a solar eclipse.
Murphy emphasized the advantages of space-based observations over ground-based ones, stating, “The east-west asymmetry involves differences in atmospheric traits like temperature and cloud properties across the planet’s hemispheres, which is vital for deciphering the climate and atmospheric dynamics of exoplanets.”
WASP-107b, the exoplanet in question, is tidally locked to its star, perpetually presenting one face to it, resulting in a permanent day side and a night side. Utilizing transmission spectroscopy with the James Webb Space Telescope, Murphy and his team captured a series of images during the transit, allowing them to discern the atmospheric signals from both hemispheres.
Key Findings
- East-West Asymmetry:
- The observation of east-west asymmetry in the atmosphere of WASP-107b marks the first time this phenomenon has been detected in an exoplanet during a transit.
- Significance: This discovery is crucial for understanding atmospheric dynamics, climate, and weather patterns on exoplanets, providing insights into how different hemispheres can exhibit distinct characteristics.
- Unique Physical Properties:
- WASP-107b is similar in size to Jupiter but has only one-tenth of its mass, resulting in a notably inflated atmosphere due to its low density and gravity.
- Significance: This makes WASP-107b an outlier among known exoplanets, suggesting that diverse atmospheric structures and conditions may exist beyond those observed in our solar system.
- Use of James Webb Space Telescope (JWST):
- Researchers utilized the transmission spectroscopy technique with JWST to capture a series of snapshots of the exoplanet’s atmosphere during its transit across its host star.
- Significance: JWST’s capabilities enable unprecedented precision in measuring atmospheric compositions, allowing scientists to differentiate between the eastern and western sides of the atmosphere, which was not feasible with previous ground-based observations.
- High Temperature:
- The exoplanet’s atmosphere is approximately 890 degrees Fahrenheit, placing it between the temperatures of the planets in our solar system and the hottest known exoplanets.
- Significance: This intermediate temperature challenges existing models that predict atmospheric behavior for such planets, indicating that current understanding may need to be revised based on new data.
- Future Research Directions:
- The research team plans to conduct more detailed observations to further investigate the mechanisms driving the observed asymmetry.
- Significance: This ongoing work may lead to enhanced understanding of not only WASP-107b but also the broader category of exoplanets, informing theories about atmospheric evolution and habitability.
मराठी
“खगोलज्ञांनी तारामंडलाबाहेर एक अद्वितीय फुगलेला आणि असममित एक्सोप्लॅनेट उघड केला”
अवकाश शास्त्रज्ञांनी यूनीव्हर्सिटी ऑफ अरिरिझोना येथील शास्त्रज्ञांच्या आंतरराष्ट्रीय संघाबरोबर, NASA च्या जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोपचा वापर करून एक अद्वितीय आणि ठराविक स्वरूपाची वायुमंडल निरीक्षण केली आहे. हा एक्सोप्लॅनेट, ज्याचे आकार जुपिटरच्या आकारासमान आहे परंतु त्याची एकतृतीयांश वजन आहे, त्याच्या वायुमंडलात पूर्व-पश्चिम असममितता दर्शवितो, ज्यामुळे वायुमंडलातील महत्त्वाच्या असमानता दिसून येतात.
“ही एक अद्वितीय संधी आहे,” असे नेत्याने सांगितले. U of A स्टेवर्ड ऑब्झर्वेटरीच्या ग्रॅज्युएट विद्यार्थ्याने म्हटले आहे की, “ही कोणत्याही एक्सोप्लॅनेटच्या वायुमंडलात पूर्व-पश्चिम असममितता अवलोकन करण्याची पहिली वेळ आहे.” एक ट्रांझिट तेव्हा घडतो जेव्हा एक ग्रह त्याच्या ताऱ्याच्या समोरून जातो, चंद्राच्या सूर्य ग्रहणात होतो त्याचप्रमाणे.
मर्फीने जागतिक निरीक्षणांपेक्षा अवकाशातील निरीक्षणांचे फायदे स्पष्ट केले आहेत, “पूर्व-पश्चिम असममितता म्हणजे ग्रहाच्या दोन्ही बाजूंच्या वायुमंडलीय गुणधर्मांमध्ये तापमान आणि ढगांच्या गुणधर्मांमध्ये असलेले भिन्नता आहेत, ज्यामुळे एक्सोप्लॅनेटच्या जलवायू आणि वायुमंडलीय गतीशास्त्र समजून घेण्यासाठी महत्त्वाचे आहे.”
WASP-107b, या एक्सोप्लॅनेटवर, तो त्याच्या ताऱ्यासाठी कधीही एकाच चेहऱ्यावर असतो, ज्यामुळे कायमचा दिवस आणि रात्र असते. जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोपचा वापर करून, मर्फी आणि त्याच्या संघाने ट्रांझिट दरम्यान वायुमंडलाच्या सिग्नल्सची छायाचित्रे घेतली, ज्यामुळे त्यांना दोन्ही बाजूंचे वायुमंडलिक सिग्नल्स समजून घेता आले.
मुख्य निष्कर्ष:
- पूर्व-पश्चिम असममितता:
- WASP-107b च्या वायुमंडलात पूर्व-पश्चिम असममिततेचे अवलोकन करणे ही ट्रांझिट दरम्यान प्रथमच झाले आहे.
- महत्त्व: या शोधामुळे एक्सोप्लॅनेटच्या वायुमंडलीय गतीशास्त्र, जलवायू, आणि हवामानाच्या पैलूंचा समज वाढवेल.
- असामान्य भौतिक गुणधर्म:
- WASP-107b जुपिटरच्या आकारासमान आहे, परंतु त्याचे वजन एकतृतीयांश आहे, त्यामुळे त्याचा वायुमंडल इतर एक्सोप्लॅनेटपेक्षा अधिक फुगलेला आहे.
- महत्त्व: हा एक्सोप्लॅनेट एक अनोखा नमुना आहे, जो आमच्या सौर प्रणालीच्या पार्श्वभूमीत अद्वितीय वायुमंडलीय संरचना आणि परिस्थिती सूचित करतो.
- जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोपचा वापर:
- संशोधकांनी ट्रांझिट दरम्यान वायुमंडलाच्या छायाचित्रांचा संच पकडण्यासाठी JWST च्या ट्रान्समिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी तंत्राचा वापर केला.
- महत्त्व: JWST च्या क्षमतांमुळे वायुमंडलीय संरचना मोजण्यात अपूर्व अचूकता साधता येते, ज्यामुळे पूर्व आणि पश्चिम भागातील वायुमंडलिक फरक स्पष्ट होतात.
- उच्च तापमान:
- एक्सोप्लॅनेटचा वायुमंडल सुमारे 890 डिग्री फॅरेनहाइट आहे, जो आमच्या सौर प्रणालीतील ग्रहांच्या तापमानाच्या मध्यामध्ये आहे.
- महत्त्व: हे मध्य तापमान विद्यमान मॉडेल्सला आव्हान देते, ज्यामुळे वायुमंडलाच्या वर्तनाबाबतचे समज बदलण्याची शक्यता आहे.
- भविष्याच्या संशोधनाच्या दिशा:
- संशोधन संघ नेहमीच अधिक तपशीलवार निरीक्षणे करण्याची योजना करत आहे, जेणेकरून वायुमंडलातील असममितता कशी निर्माण होते हे अधिक स्पष्ट करता येईल.
- महत्त्व: हे कार्य WASP-107b सह एक्सोप्लॅनेटच्या व्यापक श्रेणीचा समज वाढवण्यास मदत करेल.
हिंदी
“खगोलज्ञों ने हमारे सौर मंडल के बाहर एक असाधारण फूला हुआ और असममित एक्सोप्लैनेट का खुलासा किया”
अंतरिक्ष वैज्ञानिकों ने एरिज़ोना विश्वविद्यालय से, एक अंतरराष्ट्रीय टीम के सहयोग से, NASA के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करके एक अद्वितीय और विशाल एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल का अवलोकन किया है। यह एक्सोप्लैनेट, जो आकार में बृहस्पति के समान है लेकिन इसका केवल एक-तिहाई द्रव्यमान है, अपने वायुमंडल में पूर्व-पश्चिम असममिति दिखाता है, जो वायुमंडल की महत्वपूर्ण विषमताओं का संकेत देता है।
“यह एक अद्वितीय अवसर है,” यू ऑफ ए स्टेवर्ड ऑब्जर्वेटरी के ग्रेजुएट छात्र प्रमुख लेखक मैथ्यू मर्फी ने कहा, “यह अंतरिक्ष में किसी भी एक्सोप्लैनेट में पूर्व-पश्चिम असममिति का अवलोकन करने का पहला उदाहरण है।” एक ट्रांज़िट तब होता है जब एक ग्रह अपने तारे के सामने से गुजरता है, जैसे चाँद सूर्यग्रहण के दौरान।
मर्फी ने अंतरिक्ष आधारित अवलोकनों के स्थलीय अवलोकनों पर लाभों को स्पष्ट किया, “पूर्व-पश्चिम असममिति का अर्थ है ग्रह के दोनों hemispheres में तापमान और बादलों के गुणों जैसे वायुमंडलीय गुणों में भिन्नता, जो एक्सोप्लैनेट के जलवायु और वायुमंडलीय गतिशास्त्र को समझने के लिए आवश्यक है।”
WASP-107b, यह एक्सोप्लैनेट, अपने तारे के प्रति हमेशा एक ही चेहरा प्रस्तुत करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक स्थायी दिन और रात होती है। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करते हुए, मर्फी और उनकी टीम ने ट्रांज़िट के दौरान वायुमंडल के सिग्नल्स को पकड़ने के लिए छवियों की एक श्रृंखला कैप्चर की।
मुख्य निष्कर्ष:
- पूर्व-पश्चिम असममिति:
- WASP-107b के वायुमंडल में पूर्व-पश्चिम असममिति का अवलोकन करना ट्रांज़िट के दौरान पहली बार हुआ है।
- महत्व: यह खोज वायुमंडलीय गतिशास्त्र, जलवायु, और एक्सोप्लैनेट पर मौसम पैटर्न को समझने में महत्वपूर्ण है, यह दर्शाता है कि कैसे विभिन्न hemispheres में भिन्न विशेषताएँ हो सकती हैं।
- विशिष्ट भौतिक गुण:
- WASP-107b आकार में जुपिटर के समान है लेकिन केवल एक-तिहाई द्रव्यमान के साथ, जिसके कारण इसका वायुमंडल अन्य एक्सोप्लैनेटों की तुलना में अधिक फूला हुआ है।
- महत्व: यह WASP-107b को ज्ञात एक्सोप्लैनेटों में एक असाधारण उदाहरण बनाता है, जो सुझाव देता है कि हमारे सौर मंडल के बाहर विविध वायुमंडलीय संरचनाएँ और स्थितियाँ हो सकती हैं।
- जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) का उपयोग:
- शोधकर्ताओं ने JWST के ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीक का उपयोग करके अपने मेज़बान तारे के सामने वायुमंडल के सिग्नल्स की छवियों की श्रृंखला कैप्चर की।
- महत्व: JWST की क्षमताएं वायुमंडल की संरचना को मापने में अभूतपूर्व सटीकता प्रदान करती हैं, जो वैज्ञानिकों को वायुमंडल के पूर्व और पश्चिम भाग के बीच भिन्नताओं को अलग करने की अनुमति देती हैं।
- उच्च तापमान:
- एक्सोप्लैनेट का वायुमंडल लगभग 890 डिग्री फ़ारेनहाइट है, जो हमारे सौर मंडल के ग्रहों और सबसे गर्म ज्ञात एक्सोप्लैनेटों के तापमान के बीच आता है।
- महत्व: यह मध्य तापमान मौजूदा मॉडलों को चुनौती देता है जो ऐसे ग्रहों के वायुमंडल के व्यवहार की भविष्यवाणी करते हैं, यह संकेत देता है कि वर्तमान समझ को नए डेटा के आधार पर संशोधित करने की आवश्यकता हो सकती है।
- भविष्य के शोध की दिशा:
- शोध टीम ने देखी गई असममिति को प्रेरित करने वाले तंत्रों की और अधिक विस्तृत जांच करने की योजना बनाई है।
- महत्व: यह कार्य न केवल WASP-107b बल्कि एक्सोप्लैनेटों के व्यापक श्रेणी के बारे में बेहतर समझ विकसित करने में मदद कर सकता है, जो वायुमंडलीय विकास और जीवन की संभाव्यता के सिद्धांतों को सूचित करता है।