आकाशगंगा के पिंड जिन्हें भटकते ग्रह कहा जाता है, जो किसी तारे की परिक्रमा किए बिना अंतरिक्ष में यात्रा करते हैं, उनका हमेशा खगोल विज्ञान द्वारा अध्ययन किया गया है। हालांकि, इन ग्रहों के चंद्रमाओं का क्या होता है जब उन्हें उनकी मूल प्रणालियों से विस्थापित किया जाता है, इस बारे में एक अनिश्चितता बनी हुई थी। एक नए शोध ने तारकीय मुठभेनों के हजारों सिमुलेशन को करने के माध्यम से इस प्रश्न को स्पष्ट करने का प्रयास किया।
नीदरलैंड में स्थित लीडेन वेधशाला के वैज्ञानिकों ने लगभग 34 हजार परिदृश्यों की जांच की जहां एक तारा एक ग्रह प्रणाली के करीब से गुजरता है, जिससे उसकी गुरुत्वाकर्षण गतिशीलता बदल जाती है। arXiv प्रीप्रिंट रिपॉजिटरी में प्रकाशित निष्कर्ष बताते हैं कि किसी चंद्रमा का बने रहना मौलिक रूप से उस दूरी से जुड़ा हुआ है जिस पर वह अपने ग्रह की परिक्रमा करता है। इसके अतिरिक्त, इन कक्षाओं की विशेषताएं खगोलविदों को यह समझने में मदद कर सकती हैं कि इन प्रणालियों को कैसे बाहर निकाला गया था।
यह कार्य यानिक बैडूक्स और साइमन पोर्टेगिस ज़्वार्ट द्वारा किया गया था, जिन्होंने अन्य तारों के साथ निकट दृष्टिकोणों के दौरान ग्रहों और उनके संबंधित चंद्रमाओं के भाग्य की निगरानी की। सिमुलेशन के अनुसार, निर्णायक कारक 'हिल त्रिज्या' नामक है, जो ग्रह के चारों ओर उस क्षेत्र को परिभाषित करता है जहां उसका गुरुत्वाकर्षण प्रभाव मेजबान तारे के प्रभाव से अधिक मजबूत होता है। इसी सीमा के भीतर एक चंद्रमा अपनी कक्षा बनाए रख सकता है।
शोधकर्ताओं ने पाया कि हिल त्रिज्या के लगभग 40% तक स्थित चंद्रमा ग्रह के प्रणाली से बाहर निकाले जाने के बाद भी ग्रह का अनुसरण करने की प्रवृत्ति रखते हैं। इसके विपरीत, जो वे सीमा से परे स्थित होते हैं, वे तेजी से गुरुत्वाकर्षण बंधन खो देते हैं। हिल त्रिज्या के लगभग 50% से, ग्रह और चंद्रमा के बीच अलगाव लगभग अपरिहार्य हो जाता है।
वैज्ञानिक सुझाव देते हैं कि यह व्यवहार पैटर्न भटकते ग्रहों को अलग करने में मदद कर सकता है जिन्हें किसी अन्य तारे के गुजरने के बाद बाहर निकाला गया था, उन ग्रहों से जो अन्य ग्रहों के साथ गुरुत्वाकर्षण इंटरैक्शन के कारण बाहर निकाले गए थे, क्योंकि प्रत्येक प्रक्रिया चंद्रमाओं की कक्षाओं में विशिष्ट हस्ताक्षर छोड़ती है जो बच गए हैं।
प्राप्त निष्कर्षों को हमारे अपने सौर मंडल के एक बहुत प्रसिद्ध उदाहरण पर लागू किया गया था। अध्ययन इंगित करता है कि यदि बृहस्पति को एक तारे द्वारा हटा दिया जाता है जो पास से गुजरता है, तो चंद्रमा आयो, यूरोपा, गैनीमेड और कैलिस्टो विशाल गैस दानव की परिक्रमा करना जारी रखेंगे। यह इसलिए है क्योंकि ये चार चंद्रमा ग्रह के बहुत करीब स्थित हैं, जो बृहस्पति की हिल त्रिज्या का 1% से कम घेरते हैं।
लेखक इस बात पर जोर देते हैं कि गुरुत्वाकर्षण मुठभेड़ बचे हुए चंद्रमाओं पर अलग-अलग निशान छोड़ती है। जो अधिक निकट की कक्षाओं में बने रहते हैं, वे लगभग गोलाकार पथ बनाए रखने की प्रवृत्ति रखते हैं, जबकि जो मुश्किल से बच निकलते हैं, वे अधिक झुके हुए और लम्बे पथ प्रदर्शित करते हैं।
इसके अलावा, सिमुलेशन संकेत देते हैं कि निष्कासन की लगभग 87% घटनाओं में, ग्रह और चंद्रमा के बीच की दूरी 10% से कम भिन्न होती है। शोधकर्ताओं का मानना है कि यह विशेषता खगोलविदों को केवल चंद्रमाओं की कक्षाओं का निरीक्षण करके इन प्रणालियों के इतिहास का पुनर्निर्माण करने की अनुमति देती है।
टीम ने इस मॉडल का उपयोग गुरुत्वाकर्षण सूक्ष्म लेंसिंग तकनीक के माध्यम से पहले से पहचाने गए एक पिंड पर भी किया, जिसे MOA-2011-BLG-262L के रूप में सूचीबद्ध किया गया है। यह वस्तु एक चंद्रमा वाले भटकते ग्रह हो सकती है जिसका द्रव्यमान पृथ्वी से कम है, हालांकि वर्तमान डेटा अभी भी अन्य व्याख्याओं की अनुमति देता है।
यदि यह परिकल्पना पुष्टि की जाती है, तो सिमुलेशन बताते हैं कि प्रणाली संभवतः अपने तारे से 1.3 और 5.9 खगोलीय इकाइयों के बीच उत्पन्न हुई थी, जिसमें लगभग 5.2 खगोलीय इकाइयों की थोड़ी प्राथमिकता है, जो बृहस्पति और सूर्य के बीच की दूरी के तुलनीय है।
अध्ययन चंद्रमाओं के अपने ग्रहों के साथ बने रहने के एक उल्लेखनीय परिणाम पर भी प्रकाश डालता है। कुछ चंद्रमा ग्रह द्वारा लगाए गए गुरुत्वाकर्षण बलों के कारण आंतरिक गर्मी उत्पन्न कर सकते हैं, भले ही तारकीय प्रकाश न हो। उदाहरण के लिए, यूरोपा में एक उपसतही महासागर है जिसका अस्तित्व इस तापन का श्रेय दिया जाता है। इस प्रकार, यदि कोई ग्रह अपने चंद्रमाओं को लेकर बाहर निकाल दिया जाता है, तो यह तापन तंत्र अंतरतारकीय अंतरिक्ष में भी जारी रह सकता है, इन उपग्रहों को तारे की आवश्यकता के बिना गर्म रखता है।