اک دیو ٹکر کسے سیارے دی فضا بچا سکدی اے
نکے ایگزو سیاریاں دے ناپ ناپو تے اوہ دو ٹولیاں وچ ونڈے جاندے نیں: اک چوٹی دھرتی دے نصف قطر دے لگ بھگ 1.3 گُنا اُتے، دوجی لگ بھگ 2.4 گُنا اُتے، تے 1.75 اُتے اک ٹویا۔ نکیاں بارے سمجھیا جاندا اے کہ اوہ ننگے پتھریلے سیارے نیں — سپر ارتھ (super-Earths)۔ وڈے، سب نیپچون (sub-Neptunes)، اجیہے پتھریلے سیارے ہون گے جو حالے وی اپنی مڈھلی فضا وچ لپٹے ہوئے نیں، جیہڑی ہائیڈروجن نال بھری اے۔ سو کجھ سیاریاں نے ضرور بہت ساری ہائیڈروجن گوائی ہووے گی۔ پر کہڑیاں نے، تے کِداں؟
اوہو پرانا ملزم
دھرتی جِنے یا اوہدے نالوں وڈے پتھریلے سیاریاں بارے امید اے کہ اوہ اپنے بنن دے آخر وچ اک یا ودھ دیو ٹکراں (giant impacts) جھلدے نیں، اوہناں وچوں کجھ اوس ویلے مگروں جدوں نویں تارے دوالے گیس دی تھالی (disc) کھلر چکی ہوندی اے۔ دو ٹولیاں دی اک مشہور وضاحت ایہناں پچھیتیاں ٹکراں نوں ذمہ دار ٹھہراؤندی اے: جھٹکا سیارے دے مینٹل (mantle) نوں گرم کردا اے، بلدی ہوئی سطح گیس نوں نسن اُتے مجبور کردی اے، تے فضا والا سیارا سپر ارتھ بن جاندا اے۔
Shanghai Jiao Tong University دے Darius Modirrousta-Galian تے Yale University دے Jun Korenaga دا آکھنا اے کہ ایہہ تصویر حساب دا ادھا کھاتا چھڈ دیندی اے۔ اوہناں دی کھوج Nature Astronomy رسالے وچ چھپن لئی منظور ہو چکی اے۔
کھاتے دا دوجا پاسا
اک ٹکر سیارے نوں صرف گرم ای نہیں کردی۔ ایہہ کمیت وی جوڑدی اے، تے اوہ ساری کمیت کشش ثقل دے اوس کھوہ نوں ڈونگھا کر دیندی اے جو فضا نوں پھڑ کے رکھدا اے۔ ایس دوران، ٹکر دی توانائی دا صرف اک حصہ ای اصل وچ مینٹل نوں گرم کردا اے:
- ٹکرن والی شے دا دھاتی مرکز مینٹل وچوں ڈبدا ہویا لنگھدا اے، راہ وچ تھوڑی توانائی چھڈدا اے، تے حالے وی حد توں ودھ گرم، بہت اندر جا ٹکدا اے؛
- پگھلدا پتھر لُکی ہوئی حرارت (latent heat) دے طور اُتے توانائی چوس لیندا اے، درجہ حرارت ودھائے بغیر؛
- جیہڑی گرمی سطح تیکر اپڑدی اے اوہ فضا وچ اُچیائی اُتے مدھم پے جاندی اے۔ اوہناں تہاں وچ جو نسن نوں قابو کردیاں نیں، درجہ حرارت تارے دی روشنی طے کردی اے، تھلے دی گرم زمین نہیں۔
اوس سیارے لئی جیہدا دھاتی مرکز ایہدی کمیت دا 30% اے، ٹکر دی توانائی دا لگ بھگ 84% مینٹل وچ جاندا اے، جو ٹکراں دیاں تفصیلی سمولیشناں نال میل کھاندا اے۔ ٹکرن والی شے ولوں سدھی پاڑ کے لئی گئی گیس تھوڑی اے؛ جھٹکے دی لہر عام طور اُتے فضا دا لگ بھگ 10 توں 20% ہٹاؤندی اے۔ کُل ملا کے، لکھاریاں نوں ایہہ لبھدا اے کہ سیارے دی کشش ثقل دی پکڑ اوہدے مینٹل دے گرم ہوون نالوں ودھ ودھدی اے: ٹکر مگروں، فضا پہلاں نالوں ودھ پکی پھڑی جاندی اے۔
دس کروڑ سیارے
پوری آبادی اُتے ایہنوں پرکھن لئی، ٹیم نے 10 کروڑ سیاریاں دی سمولیشن کیتی، کمیتاں، درجہ حرارتاں، دھاتی مرکزاں تے فضاواں دے حقیقت ورگے پھیلاء نال۔ سمولیشن دے ہر گیڑ وچ، ہر سیارے نوں گیس دی تھالی مُکن مگروں اک دیو ٹکر دا 52، 63 یا 74% امکان اے، گیڑ دے حساب نال — ایہہ قدراں سیاریاں دے بنن دیاں سمولیشناں توں لئیاں گئیاں نیں — اجیہی ٹکرن والی شے نال جو آخری کمیت دے ادھے تیکر ہو سکدی اے۔ فیر ماڈل 5 ارب ورھیاں تیکر پگھلے ہوئے مینٹل دے ٹھنڈے ہوون تے فضا دے رسن نوں ویکھدا اے۔
نتیجہ دوہاں ویکھیاں گئیاں چوٹیاں نوں، لگ بھگ 1.3 تے 2.4 دھرتی نصف قطر اُتے تے 1.75 اُتے ٹوئے سمیت، پرکھی گئی ٹکر دی ہر ترکیب لئی مُڑ بنا دیندا اے۔ دو کنٹرول رن (control runs) دسدے نیں کیوں۔ کسے وی پچھیتی ٹکر توں بغیر، بہت سارے سیارے ننگے رہ جاندے نیں۔ ہر سیارے لئی اک ٹکر نال، بہت سارے اپنی ہائیڈروجن رکھ لیندے نیں۔ ٹکراں سیاریاں نوں اک کمیت دی دہلیز توں پار دھک کے توازن بناؤندیاں نیں، جیہدے توں اُتے ہائیڈروجن ٹکی رہندی اے۔
جِنی وڈی ٹکر، اونی محفوظ فضا
پوری فضا گواؤن دا امکان سیارے دی مڈھلی کمیت تے ٹکرن والی شے دے حصے دے ودھن نال گھٹدا اے۔ لکھاری ٹکرن والی شے دے اوس حصے لئی اک سادہ خم فِٹ کردے نیں جیہدے اُتے صرف 1% سیارے سب کجھ گوا دیندے نیں: χ = 0.58 − 0.0188 (M/M⊕)^1.794، جتھے χ ٹکرن والی شے دی کمیت نوں آخری کمیت نال ونڈ کے اے تے M دھرتی دیاں کمیتاں وچ مڈھلی کمیت۔ اک سیارے لئی جو 5 دھرتی کمیتاں نال شروع ہوندا اے، ایہہ آخری کمیت دے لگ بھگ اک چوتھائی جِنی ٹکرن والی شے بندی اے؛ خم توں اُتے، سیارے لگ بھگ ہمیشہ اپنی مڈھلی فضا رکھ لیندے نیں۔
سب نیپچوناں دے بھارے دل
جے ٹکراں سیاریاں نوں اپنی ہائیڈروجن رکھن وچ مدد دیندیاں نیں، تے سب نیپچون شاید ودھ ٹکراں راہیں وڈے ہوئے تے سپر ارتھاں نالوں ودھ بھارے پتھریلے اندرون رکھدے نیں۔ ناپے گئے سیارے پہلاں ای ایس پاسے اشارہ کردے نیں: سب نیپچون لگ بھگ 4 توں 5 دھرتی کمیتاں توں ودھ بھارے نیں، سپر ارتھ گھٹ۔ لکھاری اوہ اوزار گناؤندے نیں جو ایس خیال نوں پرکھ سکدے نیں — JWST، Ariel تے Twinkle وڈے سیاریاں دیاں فضاواں وچ ہائیڈروجن لبھن گے، PLATO تے JUST اوہناں نوں تولن گے، تے Nancy Grace Roman Space Telescope نکیاں، ودھ دُراڈیاں دنیاواں تیکر اپڑے گی۔