Exoplanet interiors
பல ஆண்டுகளாக, புறக்கோள்கள் மற்றும் அவற்றின் வளிமண்டலங்களைக் கண்டறிந்து, உறுதிப்படுத்தவும், வகைப்படுத்தவும் நமது திறன் மேம்பட்டுள்ளது, இது ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு புறக்கோள் உட்புற அமைப்பு மற்றும் கட்டமைப்பை கட்டுப்படுத்த அனுமதிக்கிறது. பெரும்பாலான எக்ஸோபிளானட் அறிவியல் எக்ஸோபிளானட்டரி வளிமண்டல சூழல்களில் கவனம் செலுத்துகையில், ஒரு கிரகத்தின் நிறை மற்றும் ஆரம் ஒரு கிரகத்தின் அடர்த்தி மற்றும் அதன் உள் செயல்முறைகளைப் பற்றி நமக்குச் சொல்ல முடியும். ஒரு கிரகத்தின் உள் செயல்முறைகள் அதன் வளிமண்டலத்திற்கு ஓரளவு பொறுப்பாகும், எனவே அவை ஒரு கிரகத்தின் வாழ்க்கையை ஆதரிக்கும் திறனில் ஒரு தீர்மானிக்கும் காரணியாகவும் உள்ளன. முறைகள் மனிதர்களால் புறக்கோள்களுக்குச் சென்று நேரடி அளவீடுகளை எடுக்க முடியாது என்பதால், விஞ்ஞானிகள் அவற்றின் உட்புற அமைப்பைக் கட்டுப்படுத்த பிற முறைகளைப் பயன்படுத்த வேண்டும். ஒரு கிரகத்தின் நிறை மற்றும் ஆரத்தை அளவிடுவது-கவனிக்கக்கூடிய பண்புகள்-அதன் உள் கட்டமைப்பிற்கான தடயங்களை வழங்க முடியும். போக்குவரத்து முறை மற்றும் ரேடியல் திசைவேகம் முறை ஆகிய இரண்டிலிருந்தும் இந்த பண்புகளை நாம் ஊகிக்க முடியும். ஒரு கிரகம் அதன் நட்சத்திரத்திற்கு முன்னால் பயணிக்கும்போது, நட்சத்திரத்திலிருந்து வரும் ஒளி குறைவதிலிருந்து கிரகத்தின் ஆரத்தை தீர்மானிக்க முடியும். இதேபோல், நட்சத்திரத்தின் மீது கிரகத்தின் இழுப்பு நட்சத்திரத்தை "அசைக்க" காரணமாக இருப்பதால், அதன் விளைவாக வரும் நட்சத்திர ஒளியின் டாப்ளர் மாற்றங்களைப் பயன்படுத்தி அதன் தாய் நட்சத்திரத்துடன் ஒப்பிடுகையில் கிரகத்தின் வெகுஜனத்தை ஊகிக்க முடியும். சூரிய மண்டலத்திற்குள், பாறை கிரகங்கள் சிலிக்கேட்டுகள், ஆக்சைடுகள் மற்றும் சிலிக்கேட் உருகுதல் மற்றும் இரும்பு நிறைந்த மையத்தைக் கொண்ட ஒரு கவசத்தையும் மேலோட்டத்தையும் கொண்டுள்ளன. பாறை கிரகங்களை உருவாக்கும் முக்கிய கூறுகளான மெக்னீசியம், இரும்பு, ஆக்ஸிஜன், கார்பன் மற்றும் சிலிக்கான் ஆகியவை இந்த கிரக வகைகளின் உட்புறங்களில் உலகளாவியதாக கருதப்படுகின்றன. இந்த கூறுகளின் மிகுதியும், கிரக உருவாக்கத்தின் போது அவை மேற்கொள்ளும் வெப்பம் மற்றும் குளிரூட்டும் செயல்முறைகளும் கிரகத்தின் இறுதி அமைப்பிற்கு காரணமாகின்றன. புறக்கோள்களின் நிறை மற்றும் ஆரத்தை அளவிடுவதன் மூலம், கிரகத்தின் சராசரி அடர்த்தியை கணக்கிட முடியும். அடர்த்தியான கிரகங்கள் இரும்பு போன்ற கனமான தனிமங்களின் அதிக விகிதத்தைக் கொண்டிருக்க வேண்டும், அதேசமயம் இலகுவான கிரகங்கள் ஹைட்ரஜன் போன்ற இலகுவான தனிமங்களின் அதிக செறிவுகளைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். இருப்பினும், சராசரி அடர்த்தி ஒரு கிரகத்தின் உட்புறத்திற்குள் வெவ்வேறு கூறுகள் எவ்வாறு விநியோகிக்கப்படுகின்றன என்பதை வேறுபடுத்துவதில்லை; ஒரு அடர்த்தியான கிரகம் அதன் அடர்த்தியான பொருளை ஒரு சிறிய மையத்தில் நிரப்பி இருக்கலாம் அல்லது அதன் கவசத்தின் மூலம் விநியோகிக்கப்படலாம். கிரகங்களின் வெகுஜன-ஆரம் உறவுகளை பகுப்பாய்வு செய்வதோடு மட்டுமல்லாமல், ஒரு கிரகத்தின் உட்புற கலவையை கருதும் போது ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு கிரகத்தின் புரவலன் நட்சத்திரத்தின் கலவையையும் பார்க்கிறார்கள். ஏனென்றால், கிரகங்களும் அவற்றின் புரவலன் நட்சத்திரங்களும் ஒரே அமைப்பில் இருந்து உருவாகின்றன, எனவே அவை சேர்க்கை வட்டில் இருந்து ஒரே பொருளைப் பகிர்ந்து கொள்கின்றன. கிரகங்கள் அவற்றின் புரவலன் நட்சத்திரத்தின் அதே கலவையைக் கொண்டிருக்காது என்றாலும், அவை சில கூறுகளின் ஒத்த பின்னங்களைப் பகிர்ந்து கொள்ளும். எடுத்துக்காட்டாக, உலோக-ஏழை நட்சத்திரங்களைக் கொண்ட விண்மீன் மண்டலத்தின் உலோக-ஏழைப் பகுதிகளில், உலோகங்கள் நிறைந்த அமைப்புகள் மற்றும் நட்சத்திரங்களுடன் ஒப்பிடும்போது கிரகங்களும் குறைவான உலோக மிகுதியைக் கொண்டுள்ளன என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கருதுகின்றனர். நிக்கல் மற்றும் உலோக உலோகக்கலவைகள் போன்ற கூறுகளுடன், கிரக உட்புறங்களில் இது ஒரு பொதுவான அங்கமாக இருப்பதால், ஒரு அமைப்பின் இரும்பு மிகுதியாக இருப்பது மிகவும் முக்கியமானது. இரும்பு என்பது ஒப்பீட்டளவில் கனமான தனிமமாகும், இது பாறை கிரகங்களில் உலகளவில் இருப்பதாக நம்பப்படுகிறது. இந்த இரும்பு ஆக்சிஜனேற்றப்பட்டால் சிலிக்கேட்டுகள் மற்றும் ஆக்சைடுகளில் உள்ள கவசத்தில் இருக்கலாம், இல்லையெனில் ஒரு நிலப்பரப்பு கிரகத்தின் மையத்தை ஒரு உலோகமாக உருவாக்கும். எனவே, ஆக்ஸிஜன் கிடைப்பது, அறியப்பட்ட பாறை கிரகங்களுடன் நிறை மற்றும் ஆரத்தில் உள்ள ஒற்றுமைகளுடன், ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட இரும்புடன் ஒரு கவசத்தின் சாத்தியக்கூறுகளைக் குறிக்க உதவும். சாத்தியமான உட்புற வகைகள் சூரியக் குடும்பம் பல்வேறு வகையான கிரக உட்புறங்களைக் கொண்டுள்ளது; பூமி ஒரு உள் மற்றும் வெளிப்புற மையத்தைக் கொண்டுள்ளது (பூமியின் ஆரத்தில் சுமார் 55 சதவீதம் வரை அடையும்), மேன்டில் மற்றும் மேலோடு, மற்றும் வீனஸ் பொதுவாக ஒத்த கட்டமைப்பைக் கொண்டிருப்பதாக கருதப்படுகிறது. புதன் கிரக ஆரத்தின் 80 சதவீதத்தை விட மிகப் பெரிய மைய ஆரத்தைக் கொண்டுள்ளது, அதே போல் மற்ற நிலப்பரப்பு கிரகங்களுடன் ஒப்பிடும்போது கந்தகத்தில் மிகவும் அதிகமாகவும், இரும்பில் மிகக் குறைவாகவும் இருக்கும் ஒரு கவசத்தையும் கொண்டுள்ளது. செவ்வாய் ஒப்பீட்டளவில் சிறிய மையத்தைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் பூமியுடன் ஒப்பிடும்போது இரு மடங்கு நிறை இரும்பைக் கொண்ட ஒரு கவசத்தைக் கொண்டுள்ளது. வியாழன், சனி, யுரேனஸ் மற்றும் நெப்டியூன் ஆகிய வெளிப்புற கிரகங்களின் மையங்கள் மிகவும் குறைவாகவே புரிந்து கொள்ளப்படுகின்றன, இருப்பினும் வியாழன் மற்றும் சனி உள், பாறை கிரகங்களின் உட்புறங்களில் காணப்பட்டதை விட மிக அதிக வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களில் இரும்பு மற்றும் நிக்கல் கொண்ட மையங்களைக் கொண்டுள்ளன என்று நம்பப்படுகிறது. கூடுதலாக, வெளிப்புற கிரகங்களின் உட்புறத்தில் உள் பாறை கிரகங்களுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக பனி மற்றும் ஆவியாதல் உள்ளது. சூரிய மண்டலத்தில் உள்ள கிரகங்கள் பல்வேறு வகையான உட்புறங்களைக் கொண்டிருப்பதால், புறக்கோள்களின் உட்புறங்கள் ஒத்த அல்லது இன்னும் அதிக பன்முகத்தன்மையைக் காட்டுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு கிரக மேலோடு தடிமன் அதன் உருவாக்கம் பிறகு கிரகம் எவ்வளவு விரைவாக குளிர்ந்தது என்பதற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும். ஒரு சிறிய கிரகம், குறைந்த நிறை கொண்ட கிரகம் அல்லது அதன் நட்சத்திரத்திலிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ள ஒரு கிரகத்திற்கு விரைவான குளிரூட்டும் விகிதம் எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. சந்திரன் மற்றும் செவ்வாய் கிரகங்களில் காணப்படுவதைப் போல, இத்தகைய கிரகங்கள் விகிதாசாரமாக தடிமனான மேலோடு கொண்டிருக்கும். இருப்பினும், சூரிய மண்டலத்தில் காணப்படாத கிரகங்களின் வகைகள் உள்ளன, குறைந்த அடர்த்தி கொண்ட "சூடான வியாழன்" போன்றவை, அவை சூரிய மண்டலத்தின் வாயு ராட்சதர்களை விட வெப்பமாகவும் பெரியதாகவும் உள்ளன. பார்வையாளர்கள் பல "சூப்பர்-எர்த்ஸ்" அல்லது "சப்-நெப்டியூன்ஸ்" ஐக் கண்டறிந்துள்ளனர், அதாவது. பூமிக்கும் நெப்டியூனுக்கும் இடையில் ஆரம் கொண்ட கிரகங்கள், அதன் ஆரம் பூமியை விட 4 மடங்கு அதிகமாகும். சூரிய மண்டலத்தில் குறிப்பிடப்படாத கிரக வகைகளின் இருப்பு, சூரிய மண்டலத்தில் இதேபோல் குறிப்பிடப்படாத கிரக உட்புறங்களின் இருப்பைக் குறிக்கிறது. சில முன்மொழியப்பட்ட உட்புற வகைகளில் சிறிய மையங்கள், பெரிய கவசங்கள் மற்றும் கண்டங்கள் இல்லாத ஒரு கடல் மேற்பரப்பு ஆகியவை அடங்கும்ஃ அல்லது, ஒரு பெரிய மையமும் கவசமும், அல்லது ஒரு மையத்திற்கு மேலே அதன் கவசத்திற்கும் மேற்பரப்புக்கும் இடையில் ஒரு பனி அடுக்கைக் கொண்ட கிரகங்கள் இருக்கலாம். இந்த முன்மொழியப்பட்ட உட்புற கட்டமைப்புகளுக்கு உறுதிப்படுத்தப்பட்ட எடுத்துக்காட்டுகள் எதுவும் இல்லை. இருப்பினும், சில புறக்கோள்களின் சாத்தியமான உள் கட்டமைப்புகள் பற்றிய கருதுகோள்கள் உள்ளன. அத்தகைய ஒரு உதாரணம் GJ 1214b ஆகும், இது பூமியை விட 6.5 மடங்கு பெரியது மற்றும் பூமியின் ஆரத்தை விட 2.68 மடங்கு பெரியது, ஆனால் பூமியின் அடர்த்தியில் மூன்றில் ஒரு பங்கு மட்டுமே. GJ 1214b இன் அடர்த்தி 1870 கிலோ மீ−3 என்பது கிரகத்தின் பெரிய அளவு இருந்தபோதிலும், ஒரு மேலாதிக்க உலோக மற்றும் சிலிக்கேட் பாறை கலவையைக் குறிக்க மிகவும் குறைவாக உள்ளது. இந்த கிரகத்திற்கு மூன்று வெவ்வேறு வகையான உட்புற ஒப்பனை கருதுகோள்கள் உள்ளன. ஒன்று, இந்த கிரகம் ஒரு இரும்பு மையத்தைக் கொண்டுள்ளது, சிலிகேட்டுகளால் ஆன ஒரு கவசமும், ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியத்தின் தடிமனான உறையை ஆதரிக்கும் நீரின் வெளிப்புற அடுக்கும் உள்ளது. மற்றொரு கருதுகோள் இரும்பு மையப்பகுதி மற்றும் சிலிக்கேட் மேன்டில் அனுமானத்தை வைத்திருக்கிறது, ஆனால் நீர் வெளிப்புற அடுக்கை நீக்குகிறது, மேலும் தடிமனான ஹைட்ரஜன்/ஹீலியம் உறை தேவைப்படுகிறது. மூன்றாவது கருதுகோள், கிரகம் பெரும்பாலும் நீர் என்றும், பெரும்பாலும் நீராவியால் ஆன பெரிய வளிமண்டலத்தைக் கொண்டுள்ளது என்றும் கூறுகிறது. GJ 1214b ஐப் போலவே, பல ஊகங்கள் உள்ளன, ஆனால் எக்ஸோபிளானெட்டுகளின் உறுதிப்படுத்தப்பட்ட கலவைகள் எதுவும் இல்லை. அதிக எக்ஸோபிளானெட்டுகள் கண்டுபிடிக்கப்படுவதால், சூரிய மண்டலத்தில் காணப்படாத கிரக வகைகளுக்கு அப்பால், கிரகங்களின் வகைகளின் வரம்பும் வளர்கிறது. சில புறக்கோள்கள் ஆரத்தில் பூமியை ஒத்திருக்கலாம், ஆனால் அவை மிகவும் குறைவான அடர்த்தியானவை அல்லது மிகவும் அடர்த்தியானவை. மற்ற புறக்கோள்கள் அடர்த்தியில் பூமியை ஒத்திருக்கலாம், ஆனால் மிகவும் மாறுபட்ட அளவைக் கொண்டிருக்கலாம். எனவே, சூரிய மண்டலப் பொருட்களுடன் அவற்றின் ஒற்றுமைகளின் அடிப்படையில் சாத்தியமான கிரக உட்புறங்களை வகைப்படுத்துவது கடினம். தொடர்ச்சியான எக்ஸோபிளானட் கண்டுபிடிப்புகள் கிரக வகைகளின் புள்ளிவிவர பகுப்பாய்வு மற்றும் குறிப்பிட்ட வெகுஜன மற்றும் ஆரங்களின் தனித்துவமான கிரகங்களின் எண்ணிக்கையை அடையாளம் காண அனுமதிக்கின்றன. இது "நிலப்பரப்பு" கிரகங்கள் அல்லது "வாயு ராட்சதர்கள்" போன்ற வகைகளின் வரையறையை சூரிய மண்டலத்தில் காணப்பட்டதைத் தாண்டி, அறியப்பட்ட அனைத்து எக்ஸோபிளானெட்களின் வரம்பிற்கும் விரிவாக்க அனுமதிக்கிறது. வாழ்வாதாரம் கிரக அளவிலான சுழற்சிகளின் வாழ்விடத்திற்கான பொருத்தப்பாடு எக்ஸோபிளானட்டரி உட்புறங்களில் அதிக ஆராய்ச்சியை இயக்குகிறது. பூமியில், தட்டு டெக்டோனிக்ஸ் போன்ற மேற்பரப்பு மற்றும் துணை மேற்பரப்பு செயல்முறைகள், நமது காந்தப்புலத்தை உருவாக்கும் புவி இயக்கவியலை இயக்கும் வெளிப்புற மைய வெப்பச்சலனம் மற்றும் மேற்பரப்பு மற்றும் உட்புறத்திற்கு இடையில் பொருளின் சுழற்சி ஆகியவை பூமியின் காலநிலை மற்றும் வளிமண்டல கலவைக்கு பங்களிக்கின்றன, எனவே, அதன் வசிப்பிடம். இதன் காரணமாக, கிரகங்களின் வசிப்பிடம் பற்றிய ஆய்வும் வளர்ந்து வருவதால், கிரகங்களின் உட்புறங்களைப் பற்றிய புரிதல் மிகவும் பிரபலமடைந்து வருகிறது. உயிர்களைக் கொண்ட ஒரே அறியப்பட்ட கிரகம் பூமி மட்டுமே, எனவே எக்ஸோபிளானட்களில் உயிர்களைத் தேடுவதில், பல ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆரம்பகால அல்லது நவீன பூமியின் நிலைமைகளைத் தேடுவதில் கவனம் செலுத்துகிறார்கள், குறிப்பாக வளிமண்டல ஆக்ஸிஜனின் இருப்பு. இதேபோல், வாழக்கூடிய கிரகங்களைத் தேடுவதில், பூமியைப் (நிறை, ஆரம், உட்புற அமைப்பு) ஒத்தவை சிறப்பு ஆர்வத்தைக் கொண்டுள்ளன. கூடுதலாக, ஒரு கிரகத்தின் அளவும் வெகுஜனமும் அதன் வளிமண்டலத்தைத் தக்க வைத்துக் கொள்ள முடியுமா என்பதற்கு பங்களிக்கின்றன. குறைவான அளவில் இருக்கும் கிரகங்கள் பலவீனமான ஈர்ப்பு விசையைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் வளிமண்டலத்தைத் தக்கவைத்துக்கொள்ளும் திறன் குறைவாக உள்ளன. நமக்குத் தெரிந்த வாழ்க்கைக்கு வளிமண்டலம் தேவை, எனவே போதுமான கிரக வெகுஜனத்தை அடைய சரியான கலவையைக் கொண்ட கிரகங்கள் கிரகத்தின் வாழ்விடத்தை தீர்மானிப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. ஒரு காந்தப்புலத்தின் இருப்பு ஒரு கிரகத்தின் வசிப்பிடத்திற்கும் பங்களிக்கிறது, மேலும் சாத்தியமான எக்ஸோபிளானட்டரி காந்தப்புலத்தின் கையொப்பங்கள் கண்டறியப்பட்டுள்ளன. ஒரு காந்தப்புலத்தைத் தேடும் தொடர்ச்சியான வளிமண்டல அவதானிப்புகள், எக்ஸோபிளானெட்டுகளின் உட்புற கலவைகளின் கணக்கீடுகளுடன் இணைக்கப்படும்போது, ஒரு எக்ஸோபிளானெட்டின் உட்புற அமைப்பு பற்றிய கூடுதல் நுண்ணறிவை வழங்கக்கூடும். வானியல் குறிப்புகள் எக்ஸோபிளானெட்ஸ் கிரக வளிமண்டலங்கள் கிரக புவியியல்