کیا چٹانی سیارہ روشن ہے یا گیس کا سیارہ روشن؟ نظام شمسی کا سب سے روشن ستارہ، ظاہری شدت اور بونڈ البیڈو دونوں کے لحاظ سے، یقیناً زمین کا پڑوسی وینس ہے۔ ایک سیارے کے طور پر، وینس ہماری نظر میں ان ستاروں سے کہیں زیادہ روشن ہے، اور یقینی طور پر "رات کے آسمان کا سب سے روشن ستارہ" ہے۔ اگرچہ ہمارے نظام شمسی کا سب سے روشن سیارہ ایک چٹانی سیارہ ہے، لیکن بیرونی نظام شمسی کے لیے بھی ایسا نہیں کہا جا سکتا۔ کیا آپ ایک ایسی دنیا کا تصور کر سکتے ہیں جس کے ارد گرد دھاتی بخارات اور ٹائٹینیم کی بارش ہو؟
"سونے سے پہلے روشن چاندنی، زمین پر ٹھنڈ کا شبہ"۔ ہم جانتے ہیں کہ اگرچہ چاند کو چاندنی کہا جاتا ہے لیکن یہ روشنی خود چاند سے خارج نہیں ہوتی بلکہ سورج کی روشنی کو منعکس کرتی ہے۔ سیاروں کا بھی یہی حال ہے۔ اگرچہ چاند روشن نظر آتا ہے، لیکن اس کی بڑی وجہ یہ ہے کہ یہ ہمارے بہت قریب ہے، اس لیے نہیں کہ یہ روشنی کو منعکس کرتا ہے۔ چاند کا البیڈو دراصل بہت کم ہے، صرف 10 فیصد۔
نظام شمسی کے آٹھ سیاروں میں سب سے کم عکاس مرکری ہے، جس میں چاند کی طرح ماحول کی کمی ہے، جس کا البیڈو 9 فیصد سے بھی کم ہے۔ دوسرے سیارے زیادہ عکاس نہیں ہوتے اگر ان کا ماحول بالکل بھی ہو۔ زمین کی طرح، اس کا البیڈو تقریباً 30 فیصد کے قریب گیسی سیاروں کے برابر ہے۔ مشتری تھوڑا بڑا ہے، 50 فیصد۔ لیکن وینس میں سب سے زیادہ البیڈو ہے۔ اس کے گھنے ماحول اور سلفیورک ایسڈ کے منفرد بادلوں کی بدولت، زہرہ کا البیڈو 76 فیصد ہے! لہٰذا یہ کہا جا سکتا ہے کہ زہرہ سورج اور چاند کے بعد آسمان پر سب سے زیادہ روشن چیز ہے۔
کسی سیارے کے "سب سے خوبصورت" ہونے کے لیے، اس کی ظاہری شکل (اعلی البیڈو) کے علاوہ، اسے اپنے ستارے کے کافی قریب ہونا بھی چاہیے۔ مثال کے طور پر زہرہ نہ صرف اپنے تمام حریفوں کو البیڈو میں اڑا دیتا ہے، بلکہ یہ سورج کے ساتھ انتہائی گرم تعلقات میں بھی ہے، سورج سے صرف 0.72 فلکیاتی اکائیوں کے فاصلے پر (زمین سے دوری کا 3/4) مرکری کے بعد دوسرے نمبر پر۔ لہٰذا ہمارے نظام شمسی سے باہر کا سب سے روشن سیارہ بھی اپنے میزبان ستارے کے بہت قریب ہونا چاہیے۔
2019 میں، ماہرین فلکیات نے LTT 9779 b (TOI-193 b) نامی ایک نایاب سیارہ 264 نوری سال کے فاصلے پر ایک ستارے کے قریب دریافت کیا۔ نقل و حمل کے طریقہ کار کے مطابق، سیارہ بہت روشن ہے، جس کا البیڈو 80 فیصد ہے، جو زہرہ سے زیادہ ہے۔ اور یقینی طور پر، یہ اپنے میزبان ستارے کے بہت قریب ہے، زہرہ سے سورج کے فاصلے کا صرف 1/42 (0.017 فلکیاتی اکائیاں)۔ روشنی کے منبع کے اتنے قریب اور اتنا عکاس، آپ تصور کر سکتے ہیں کہ یہ کتنا روشن ہونا چاہیے۔
سیارہ ایک گیسی سیارہ ہے جس میں 29 ارتھ ماسز اور 4.6 ارتھ ریڈی ہے۔ اس کے سائز اور کثافت کو دیکھتے ہوئے، اسے نیپچون آبجیکٹ کے طور پر درجہ بندی کیا گیا ہے۔ یہ شے نایاب ہے اس لیے نہیں کہ اس میں البیڈو زیادہ ہے یا اس لیے کہ یہ نیپٹین جیسی چیز ہے (تمام تصدیق شدہ exoplanets میں سے ایک تہائی نیپٹین نما اشیاء ہیں)۔ یہ نایاب ہے کیونکہ یہ نیپچون آبجیکٹ کے یہاں موجود ہونے کے لیے اپنے میزبان ستارے کے بہت قریب ہے!
عام طور پر، جو سیارے اپنے ستاروں کے قریب اڑتے ہیں وہ یا تو گیس کے بڑے جنات (جیسے "گرم مشتری") یا زمین کے سائز کے چٹانی سیارے ہوتے ہیں۔ کیونکہ اگر آپ پہلے کی طرح گوشت کی ڈھال نہیں ہیں، تو آپ کو ستارے بہت کم وقت میں کھا جائیں گے اور چھین لیں گے (کہیں، 100 ملین سال)، آپ کو ایک چھوٹا سا ٹھوس کور چھوڑ دے گا۔
یہ خاص طور پر سچ ہے جب بات نوجوان ستاروں کی ہو۔ مثال کے طور پر، سیارے کا میزبان ستارہ (LTT 9779)، جو ہمارے سورج کے سائز کا تقریباً 80 فیصد ہے، بھی ایک G-sequence ستارہ ہے۔ لیکن سورج کے 4.6 بلین سال پرانے "ادھیڑ عمر کے چچا" کے مقابلے میں، ستارہ اب بھی ایک "نوجوان آدمی" ہے جس کی عمر 2 بلین سال سے کم ہے۔ جب کسی نوجوان ستارے کا سامنا بہت مضبوط تابکاری کے ساتھ ہوتا ہے، تو نیپچون کے سائز کے کسی بھی سیارے کے لیے اپنی کشش ثقل کے ذریعے اپنے بیرونی ماحول میں بند ہونا تقریباً ناممکن ہو گا۔ اس کے ہائیڈروجن اور ہیلیم کو چھین لیا جانا چاہیے تھا، اسے ایک ننگے چٹانی کور کے ساتھ چھوڑ دیا گیا تھا۔
سیاروں کے رداس اور مداری مدت کے گراف کو براہ راست دیکھیں، اس کا آرڈینیٹ سیاروں کا رداس (اکائی: زمین کا رداس) ہے، اور اس کا خلف مداری دور (یونٹ: دن) ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ستارے کے بہت قریب (مدار کی مدت بہت مختصر ہے)، بنیادی طور پر زمین کے رداس سے ایک یا دو گنا سیارے ہیں؛ قدرے زیادہ فاصلے پر، گیس کے بڑے جنات مستحکم ہو سکتے ہیں۔ اور درمیان میں نیپچون جیسی اشیاء، وہ زیادہ تر دور ہیں۔ تکون میں نیپچون جیسی چیزیں کم ہی پائی جاتی ہیں، اس لیے اس خطے کو "صحرا نیپچون" بھی کہا جاتا ہے۔
لیکن زیربحث سیارہ (تصویر میں پینٹاگرام) "نیپچون صحرا" کی چند مثالوں میں سے ایک ہے۔ کیونکہ یہ اپنے ستارے کے بہت قریب ہے، اس کا مدار بہت چھوٹا ہے، ستارے کے گرد 0.8 دنوں میں گھومتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ اس کے اوپر ایک "سال" صرف 19 گھنٹے رہتا ہے۔
یہ ستارے کے قریب ہے، سیارے کی سطح کا درجہ حرارت ٹھنڈا نہیں ہونا چاہیے۔ جی ہاں، اس کا متوازن درجہ حرارت تقریباً 2000K ہے، جو سرخ بونے کی سطح کے درجہ حرارت کے قریب ہے، اس لیے اسے انتہائی گرم نیپچون بھی کہا جاتا ہے۔ تو سوال یہ ہے کہ: ایک چھوٹا، گیسی سیارہ، جس پر ہائیڈروجن اور ہیلیم کا غلبہ ہے، اتنے شدید درجہ حرارت پر اپنی فضا کو کیسے برقرار رکھ سکتا ہے؟
کچھ سائنس دانوں نے قیاس کیا ہے کہ سیارہ اپنے ستارے کے ذریعہ اس کے مواد کو چھین لینے سے پہلے ایک جوپجپ سائز کا دیو تھا، جس سے اس کا جسم نیپچون کے برابر رہ گیا تھا۔ لیکن ایک دیو سیارے کے لیے صرف تارکیی ہواؤں اور گرم بیکنگ (ہلکی بخارات) کے ساتھ قلیل مدت میں اتنی کمیت کھو دینا مشکل ہے۔ لہٰذا کرہ ارض کو مادّے کے بہاؤ کے دوسرے طریقوں کا بھی سامنا ہو سکتا ہے، جیسے کہ روشے لوب اوور فلو (RLO)۔
Roche lobe overflow یہاں بنیادی طور پر اس رجحان کی طرف اشارہ کرتا ہے کہ جب گیس کا بڑا سیارہ ستارے کے بہت قریب پہنچ جاتا ہے (جیسے کہ ستارے کی Roche کی حد میں داخل ہونا)، ستارے کی سمندری قوت کے عمل کے تحت، سیارے کی بیرونی گیس۔ خود سیارے کے Roche lobe سے باہر پھیلتا ہے، جس کے نتیجے میں سیاروں کے مواد کا بڑا نقصان ہوتا ہے۔
ستاروں کی شعاعوں سے بخارات اور سمندری قوتوں سے لوشے لوب سپیل اوور کے امتزاج کی بدولت یہ سیارہ اب ایک بڑے سیارے سے چٹانی سیارے میں منتقلی کے عمل میں ہے۔ صرف یہ عمل اتنا سست کیوں ہے حیران کن ہے۔
ماہنامہ رائل آسٹرونومیکل ٹرانزیکشنز جریدے میں اکتوبر 2023 میں شائع ہونے والے ایک مقالے میں، محققین نے XMM-Newton خلائی دوربین کا استعمال کرتے ہوئے سیارے کے میزبان ستارے کی ایکس رے کو دیکھا۔ انہوں نے پایا کہ ستارہ دراصل ہماری توقع سے کہیں زیادہ نرم تھا۔ نہ صرف اس کی گردش غیر معمولی طور پر سست ہے، بلکہ اس سے خارج ہونے والی ایکس رے توقع کے مطابق تقریباً مضبوط نہیں ہیں، اس کے ساتھیوں سے صرف 15 گنا مضبوط ہیں۔ ٹھیک ہے، میں سمجھتا تھا کہ وہ ایک روحانی لڑکا ہے، لیکن مجھے کمزور عالم ہونے کی امید نہیں تھی۔ کمزور تارکیی تابکاری سیارے کے ماحول کو برقرار رکھنے کے قابل ہونے کی ایک وجہ ہو سکتی ہے۔
اب سوال یہ ہے کہ: ایک گرم نیپچون کے طور پر، اس کے 80 فیصد اعلیٰ البیڈو کی کیا وضاحت کرتا ہے؟ ہمارے نظام شمسی میں گیس والے سیاروں میں مشتری کا 50 فیصد البیڈو ہے۔ اتنی زیادہ عکاسی کے ساتھ، اس سیارے کے بارے میں کچھ خاص ضرور ہوگا، اور اس کی فضا کچھ راز چھپا رہی ہے۔
خوش قسمتی سے، سیارہ زیادہ دور نہیں ہے (صرف 264 نوری سال)، اور انفراریڈ صلاحیتوں والی خلائی دوربینوں کی مدد سے، ہم ٹرانسمیشن سپیکٹرم کے ذریعے دیکھ سکتے ہیں کہ اس کی فضا میں کیا ہے۔
ماہرین فلکیات نے سیارے کے ماحول کا مشاہدہ کرنے کے لیے Spitzer، Hubble اور Webb دوربینوں کا استعمال کیا۔ یقینی طور پر، ہائیڈروجن اور ہیلیم کی متوقع ساخت کے علاوہ، ماحول غیر معمولی طور پر دھاتوں میں زیادہ ہے، جو سورج سے سینکڑوں گنا زیادہ ہے! سپیکٹرم کے محتاط تجزیے سے معلوم ہوا کہ فضا میں موجود بادل دراصل سلیکیٹس سے بنے تھے۔
(* فلکیات میں، ہائیڈروجن اور ہیلیم کے علاوہ دیگر عناصر کو اجتماعی طور پر دھاتی عناصر کہا جاتا ہے)
سلیکیٹس بنیادی طور پر پتھر، ریت اور شیشے جیسی چیزیں ہیں اور زمین جیسے چٹانی سیارے بنیادی طور پر سلیکیٹس سے بنے ہیں۔ ساخت کے لحاظ سے، سلیکیٹس کا ابلتا نقطہ عام طور پر دو ہزار ڈگری (یا شیشے کے لیے ایک ہزار ڈگری سے بھی زیادہ) ہوتا ہے۔ تقریباً 2،000 ڈگری کے سیارے کے متوازن درجہ حرارت کو دیکھتے ہوئے، اگر اس پر کوئی ریت ہو تو یہ واقعی بخارات بن سکتا ہے۔ لیکن یہ سب کچھ نہیں ہے۔ ان سلیکیٹس کے علاوہ، سائنسدانوں نے پایا ہے کہ بادلوں میں دھاتی ٹائٹینیم بھی ہوتا ہے۔ دوسرے الفاظ میں، سیارے کی سطح "ٹائٹینیم ریت کے بادل" کی ایک تہہ سے ڈھکی ہوئی ہے، کوئی تعجب کی بات نہیں کہ عکاسی کی صلاحیت اتنی مضبوط ہے، پورے سیارے کے ساتھ مل کر ایک بڑا آئینہ ہے۔
ماحول کا تصور کریں: آسمان میں ایک بہت بڑا فائر گولہ لٹک رہا ہے، جس کے چاروں طرف دھاتی بخارات کے بادل ہیں۔ جب درجہ حرارت ٹھنڈا ہوتا ہے، تو یہ بھاری دھاتی بادل "بارش کے قطروں" میں سمٹ کر گرتے ہیں۔ مائع دھات پھر اعلی درجہ حرارت پر بخارات بن جاتی ہے، وغیرہ۔
ٹھیک ہے، تو خلاصہ کرنے کے لیے: یہ سیارہ نیپچون کے صحرا میں کیوں ہو سکتا ہے؟
1. اگرچہ یہ اپنے ستارے کے قریب ہے، لیکن اس کا میزبان ستارہ ایکس رے میں بہت کمزور ہے اور اس کی تارکیی ہوا تیز نہیں ہے۔
2. سیارے کے ماحول میں دھاتی مواد بہت زیادہ ہے، جو اس کے پورے ماحول کو بہت بھاری اور اڑانا مشکل بنا دیتا ہے۔
3. دھاتی بادل کی وجہ سے بلند البیڈو ستارے کی زیادہ تر تابکاری کو روکتا ہے، جو سیارے کو زیادہ بیکنگ سے بھی روکتا ہے۔
یہ وجوہات اب تک قابل فہم معلوم ہوتی ہیں، لیکن اس انتہائی گرم نیپچون کا معمہ صرف عارضی طور پر حل ہوا ہے۔ مستقبل میں JWST کی طرف سے اس کا مزید تفصیل سے مشاہدہ کیا جا سکتا ہے، اس امید پر کہ مزید شواہد اسرار کو حل کرنے میں مدد کریں گے۔
