गिळले जायला हवे होते असे तीन ग्रह

आयुष्याच्या उत्तरार्धात सूर्यासारखा तारा खगोलशास्त्रज्ञ ज्याला लाल राक्षसी शाखा (red-giant branch) म्हणतात ती चढतो: त्याचे बाह्य थर कित्येक दशपटींनी (orders of magnitude) फुगतात. मग भरतीबले आणि ताऱ्याच्या वस्तुमानाचा ऱ्हास यांनी, खूप जवळून प्रदक्षिणा घालणारा कोणताही ग्रह आत ओढून गिळंकृत करायला हवा — सूर्यासारख्या ताऱ्यांसाठी सुमारे एका खगोलीय एककाच्या (पृथ्वी–सूर्य अंतर) आत. वृद्ध ताऱ्यांच्या सर्वेक्षणांत खरोखरच लहान कक्षांवरील महाकाय ग्रह फार थोडे आढळतात.

त्या शाखेच्या शिखरावर, गाभ्यात हेलियम प्रज्वलित होते आणि तारा पुन्हा आकुंचन पावतो. तो लाल पुंज (red clump) नावाच्या एका लहान टप्प्यावर स्थिरावतो, जिथे तो आपल्या गाभ्यात हेलियम जाळतो. म्हणून लाल-पुंज ताऱ्याजवळ दिसणारा कोणताही ग्रह, त्याचा तारा सर्वात मोठा असतानाच्या क्षणातून तगलेला असला पाहिजे. आतापर्यंत असा केवळ एकच “निषिद्ध” ग्रह नोंदवला गेला होता.

ताऱ्यांचा कानोसा

अडचण आहे ती हे दोन टप्पे वेगळे ओळखण्याची. वर चढणारा राक्षसी तारा आणि लाल पुंजातील राक्षसी तारा त्यांच्या प्रकाशात सारखेच दिसतात. पण त्यांचे कंपन एकसारखे नसते. तारे दोलन करतात, आणि त्यांची दोलने त्यांच्या गाभ्याच्या घनतेचा वेध घेतात: हेच ताराकंपशास्त्र (asteroseismology).

युन्नान विद्यापीठ आणि चायनीज ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेस येथील Wen-Xu Lin, Sheng-Bang Qian आणि सहकाऱ्यांनी TESS मोहिमेने नोंदवलेल्या प्रकाशवक्रांचा (light curves) वापर करून, ग्रह असलेल्या प्रत्येक ज्ञात ताऱ्याची अशा प्रकारे छाननी केली. तीन तारे निश्चितपणे लाल पुंजात असल्याचे दिसले: 24 Boo, HD 12648 आणि TYC 4282-605-1. त्यानंतर पथकाने, प्रत्येक ताऱ्याच्या ग्रहाच्या ओढीमुळे होणाऱ्या त्या ताऱ्याच्या डुलण्याच्या (wobble) तीन वेधशाळांकडून मिळालेल्या अनेक वर्षांच्या मोजमापांचे पुन्हा विश्लेषण केले.

जुन्या ताऱ्याच्या आतील कक्षा

हे तीन ग्रह:

• 24 Boo b आपल्या ताऱ्याभोवती 30.3 दिवसांत, 0.183 खगोलीय एककांवर फेरी पूर्ण करतो — लाल-पुंज राक्षसी ताऱ्याभोवती ज्ञात असलेला सर्वात जवळचा ग्रह. त्याचे किमान वस्तुमान गुरूच्या सुमारे तीन चतुर्थांश आहे.
• TYC 4282-605-1 b: 101.6 दिवस, 0.489 au, किमान गुरूच्या 14 पट वस्तुमान.
• HD 12648 b: 132.9 दिवस, 0.516 au, किमान गुरूच्या 2.5 पट वस्तुमान.

हे तारे आता सूर्यापेक्षा सुमारे 10 ते 12 पट रुंद आहेत. प्रश्न असा आहे की लाल राक्षसी शाखेच्या शिखरावर ते किती रुंद होते. पथकाने ती कमाल त्रिज्या तारकीय उत्क्रांतीच्या प्रारूपांतून काढली, संवहन (convection) आणि रासायनिक घटना यांच्या अनिश्चित तपशिलांमध्ये बदल करून. 24 Boo b ची कक्षा तपासलेल्या प्रत्येक वक्राच्या खाली आहे, आणि TYC 4282-605-1 b चीही. HD 12648 b सीमेच्या अधिक जवळ आहे: संवहनाच्या सर्वात अनुकूल मांडणीसाठी, तो गिळला गेला असण्याची शक्यता जवळजवळ निश्चिततेवरून 43% पर्यंत खाली येते.

कक्षेचेच एक प्रारूप — वस्तुमानाचा ऱ्हास, ताऱ्याच्या वाऱ्यामुळे (stellar wind) होणारा रोध, भरतीबले — एक साधा नियम देते: एकट्या ताऱ्याच्या सामान्य उत्क्रांतीत, लाल-पुंज ताऱ्याभोवती दिसणारा ग्रह ताऱ्याच्या भूतकाळातील कमाल त्रिज्येपेक्षा अधिक जवळून कधीच प्रदक्षिणा घालू नये. 24 Boo b आणि TYC 4282-605-1 b तपासलेल्या प्रत्येक प्रारूपात तसे घालतात; HD 12648 b साठी, ते संवहनाच्या मांडणीवर अवलंबून असते.

निश्चित झालेल्या ग्रहांसाठी कक्षीय अंतर विरुद्ध यजमान ताऱ्याची त्रिज्या: या अभ्यासातील तीन ग्रह (लाल समभुज चौकोन) लाल-पुंज आकाराच्या ताऱ्यांमध्ये, असामान्यपणे जवळ असलेले दिसतात. — आकृती 2d, Lin et al. (2026), arXiv:2611.04544.

ते कसे तगले असतील?

लेखक काही शक्यतांची यादी देतात, त्यांनी सिद्ध केलेल्या यंत्रणा म्हणून नव्हे, तर स्पष्टपणे केवळ कल्पना म्हणून:

1. युग्मताऱ्याचा भूतकाळ. एखाद्या यजमान ताऱ्याने एकेकाळी सहचर ताऱ्याशी वस्तुमानाची देवाणघेवाण केली असेल, किंवा तो त्याच्याशी विलीन झाला असेल, तर त्याचे आवरण कदाचित कधीच इतके फुगले नसेल. जड मूलद्रव्ये इतकी कमी असलेल्या ताऱ्यासाठी, 24 Boo ची दोलने असामान्यपणे दुर्बल युग्मन (coupling) दाखवतात, जो त्याचा इतिहास एकट्या ताऱ्याचा नसावा याचा संकेत आहे. विलीनीकरणातून तयार झालेला तारा एखादी चकती टिकवूनही ठेवू शकतो किंवा पुन्हा तयारही करू शकतो, जिथे “दुसऱ्या पिढीतील” ग्रह जन्माला येऊ शकतील.
2. गिळलेल्या ग्रहापासून बनलेली चकती. एखादा आतील ग्रह गिळला गेला असेल, तर त्याने ताऱ्यात ओतलेल्या ऊर्जेमुळे वायू बाहेर फेकला जाऊन एक तात्पुरती चकती तयार झाली असू शकते, आणि तारा आकुंचन पावल्यानंतर त्या चकतीने बाहेरच्या एका तगलेल्या ग्रहाला आत ओढले असू शकते.
3. थोडक्यात बचाव. शाखेच्या शिखराजवळ एखादा ग्रह फुगलेल्या आवरणात शिरला असेल, आणि नंतर पुन्हा बाहेर पडला असेल, कारण आवरण त्याच्या कक्षेच्या ऱ्हासापेक्षा अधिक वेगाने मागे सरले.

मुक्तपणे भटकणाऱ्या ग्रहाला पकडणे, किंवा अनेक ग्रह असलेल्या प्रणालीतील फेरमांडणी, या शक्यता कमी संभाव्य मानल्या आहेत.

एक निषिद्ध ग्रह म्हणजे एक अपवाद होता. तीन ग्रहांमुळे, लेखक उत्क्रांत ग्रहमालांच्या एका नव्या वर्गाबद्दल बोलतात — आणि वृद्ध होणाऱ्या ताऱ्यांभोवतीच्या अशा भौतिकीबद्दल, जी सध्याच्या प्रारूपांत अद्याप सामावलेली नाही.