अगले दशक में, कई बहुत शक्तिशाली टेलीस्कोप ऑनलाइन आएंगे। इन 'स्कोपों पर समय का अवलोकन उच्च मांग में होगा, और उनके लक्ष्यों की सीमा खगोल विज्ञान, खगोल भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान में विषयों की एक पूरी मेजबानी होगी।
सूची में सबसे ऊपर के विषयों में से एक एक्सोप्लैनेट है।
लेकिन खगोलविदों को यह कैसे पता चलेगा कि अपने कीमती एक्सोप्लैनेट को देखने का समय कहां व्यतीत करना है?
यह नया अध्ययन मदद करेगा।
युवा सितारों के चारों ओर मलबे के डिस्क में ग्रह बनते हैं। लेकिन उन धूल भरी डिस्क के अंदर देखना और हमारे पास मौजूद दूरबीनों और उपकरणों के साथ वास्तविक ग्रहों को देखना मुश्किल है। अब, खगोलविदों की एक टीम ने इन डिस्क की छवियों की 'दुष्ट गैलरी' को जारी किया है, जिनमें से प्रत्येक युवा ग्रहों का सबूत दिखा रहा है।
छवियां चार साल के काम का परिणाम हैं मिथुन ग्रह इमेजर (जीपीआई)। GPI चिली में 8-मीटर जेमिनी साउथ टेलीस्कोप पर लगा एक सटीक उपकरण है।
'एक ही उपकरण के साथ देख रहे युवा मलबे डिस्क का कोई व्यवस्थित सर्वेक्षण नहीं किया गया है, वही अवलोकन मोड और विधियों का उपयोग कर रहा है।'
टॉम एस्पोसिटो, प्रथम लेखक, यू ऑफ़ सी, बर्कले
परिणाम एक नए पेपर में प्रस्तुत किए गए हैं जिसका शीर्षक है ' जेमिनी प्लैनेट इमेजर एक्सोप्लैनेट सर्वे के पोलारिमेट्रिक इमेजिंग अभियान से मलबा डिस्क परिणाम। 'पहले लेखक टॉम एस्पोसिटो हैं, जो कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में पोस्टडॉक्टोरल फेलो हैं। पेपर द एस्ट्रोनॉमिकल जर्नल में प्रकाशित हुआ है।
अध्ययन ने 500 मिलियन वर्ष से कम उम्र के युवा सितारों को लक्षित किया। वे हम से 150 पारसेक (490 प्रकाश वर्ष) के भीतर, पास के तारे थे। 104 सितारे थे, जिनमें 38 शामिल थे जो पहले चित्रित किए गए थे। शोधकर्ता 26 मलबे डिस्क और 3 प्रोटोप्लानेटरी/संक्रमणकालीन डिस्क को हल करने में भी सक्षम थे।
जेमिनी प्लैनेट इमेजर सर्वेक्षण से 26 परिस्थितिजन्य डिस्क में से छह, आकार और आकार की विविधता को उजागर करते हुए ये डिस्क अपने प्रारंभिक वर्षों में स्टार सिस्टम की बाहरी पहुंच को ले और दिखा सकते हैं। (इंटरनेशनल जेमिनी ऑब्जर्वेटरी, NOIRLab, NSF, AURA और टॉम एस्पोसिटो, यूसी बर्कले द्वारा इमेज। ट्रैविस रेक्टो, यूनिवर्सिटी ऑफ अलास्का एंकोरेज, महदी ज़मानी और डेविड डी मार्टिन द्वारा इमेज प्रोसेसिंग।)
अध्ययन है - कम से कम आंशिक रूप से - अधिक शक्तिशाली भविष्य के दूरबीनों के साथ समय को देखने के लिए लक्ष्य को स्क्रीन करने का प्रयास, जिसका अवलोकन समय बहुत अधिक मांग में होगा। 'जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप जैसे स्कोप, the' विशालकाय मैगलन टेलीस्कोप , और यह अत्यंत बड़ा टेलीस्कोप अगले कुछ वर्षों में ऑनलाइन आ जाएगा। वे एक्सोप्लैनेट और उन प्रणालियों का अध्ययन करने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली होंगे जो उन्हें वर्तमान दूरबीनों की तुलना में अधिक विस्तार से होस्ट करते हैं। लेकिन शुरुआत में उन ग्रहों को खोजने के लिए उनकी शक्ति की जरूरत नहीं है।
'ग्रहों की तुलना में धूल से भरी डिस्क का पता लगाना अक्सर आसान होता है, इसलिए आप पहले धूल का पता लगाते हैं और फिर आप अपने जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप या अपने नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप उन प्रणालियों में, इन ग्रहों को पहली जगह में खोजने के लिए आपको सितारों की संख्या को कम करना होगा, 'मुख्य लेखक टॉम एस्पोसिटो ने एक में कहा प्रेस विज्ञप्ति .
इस अध्ययन में डिस्क की छवियों को देखने के समान है कूपर बेल्ट हमारे अपने सौर मंडल में। कुइपर बेल्ट दूर सौर मंडल में एक ठंडा क्षेत्र है, जो पृथ्वी की तुलना में सूर्य से 40 गुना अधिक है। बेल्ट में सामग्री-चट्टानें, बर्फ और धूल- हमारे सौर मंडल के विकास में ग्रह के निर्माण चरण से छोड़ी गई थी।
कुइपर बेल्ट का नाम डच-अमेरिकी खगोलशास्त्री जेरार्ड कुइपर के सम्मान में रखा गया था, जिन्होंने नेप्च्यून से परे बर्फीले पिंडों का एक भंडार रखा था। पहली कुइपर बेल्ट वस्तु 1992 में खोजी गई थी। अब हम वहां एक हजार से अधिक वस्तुओं के बारे में जानते हैं, और यह अनुमान लगाया गया है कि यह 100,000 से अधिक क्षुद्रग्रहों और धूमकेतुओं का घर है, जो 62 मील (100 किमी) से अधिक हैं। साभार: झुआपली
इस अध्ययन में, जेमिनी ने सितारों के चारों ओर मलबे के डिस्क की 26 छवियों को कैप्चर किया। उनमें से, 25 में डिस्क में छेद थे, जो एक युवा ग्रह के गैस और धूल के बनने के प्रमाण हैं। उनमें से कुछ पहले से ज्ञात थे, लेकिन 26 में से सात की पहचान की गई है। लेकिन पहले से ज्ञात 19 लोगों की छवियां इन नई छवियों की तरह तेज नहीं थीं। ज्यादातर मामलों में, पिछली छवियां उन क्षेत्रों से होती हैं जिनमें GPI के उच्च रिज़ॉल्यूशन की कमी होती है, इसलिए वे छवियां समान छेद नहीं दिखाती हैं जो युवा, स्थिर-गठन ग्रहों की उपस्थिति का संकेत देते हैं।
एस्पोसिटो ने कहा, 'हमने पाया कि ये तथाकथित डिस्क वास्तव में आंतरिक समाशोधन के साथ रिंग हैं,' माउंटेन व्यू, कैलिफ़ोर्निया में सेटी इंस्टीट्यूट में शोधकर्ता भी हैं। 'जीपीआई के पास तारे के करीब के आंतरिक क्षेत्रों का एक स्पष्ट दृश्य था, जबकि अतीत में, हबल स्पेस टेलीस्कोप और जमीन से पुराने उपकरणों द्वारा किए गए अवलोकन तारे के चारों ओर के छेद को देखने के लिए पर्याप्त रूप से नहीं देख सकते थे।'
जेमिनी प्लैनेट इमेजर को इतना प्रभावी बनाने वाली चीजों में से एक इसका कोरोनग्राफ है। आदरणीय हबल के पास एक कोरोनोग्राफ है, जो दूर के तारों के प्रकाश को अवरुद्ध करता है, जिससे तारे के चारों ओर अन्य विवरण देखना आसान हो जाता है। लेकिन यह कोरोनोग्राफ GPI की तरह प्रभावी और उच्च तकनीक वाला नहीं है। अपने कोरोनग्राफ का उपयोग करके, GPI अपने द्वारा लक्षित सितारों की एक खगोलीय इकाई (AU) के भीतर देखने में सक्षम है।
इस सर्वेक्षण में, शोधकर्ताओं ने जीपीआई का उपयोग उन सितारों को देखने के लिए किया जो अवरक्त में असाधारण रूप से उज्ज्वल थे। स्टार के आउटपुट के कारण ही नहीं। लेकिन क्योंकि उच्च इन्फ्रारेड आउटपुट एक डिस्क की उपस्थिति को इंगित करता है, जो इन्फ्रारेड लाइट उत्सर्जित करता है। GPI इतना शक्तिशाली है कि एक माइक्रोन या मिलीमीटर के हज़ारवें हिस्से से बड़े धूल के छोटे कणों द्वारा बिखरे हुए निकट-अवरक्त (NIR) प्रकाश का निरीक्षण कर सकता है।
तारे के चारों ओर धूल का एक छल्ला एचआर 4796 ए। इसके बड़े करीने से गढ़े गए किनारे एक बड़े ग्रह की उपस्थिति का सुझाव देते हैं जो बर्फीले, चट्टानी मलबे की डिस्क के अंदर गैस और धूल को साफ कर रहा है, ठीक उसी तरह जैसे नेपच्यून हमारे कुइपर बेल्ट के अंदरूनी किनारे को गढ़ता है। . (इंटरनेशनल जेमिनी ऑब्जर्वेटरी, NOIRLab, NSF, AURA और टॉम एस्पोसिटो, यूसी बर्कले द्वारा इमेज। ट्रैविस रेक्टो, यूनिवर्सिटी ऑफ अलास्का एंकोरेज, महदी ज़मानी और डेविड डी मार्टिन द्वारा इमेज प्रोसेसिंग।)
एस्पोसिटो ने कहा, 'युवा मलबे के डिस्क का कोई व्यवस्थित सर्वेक्षण नहीं किया गया है, जो एक ही उपकरण के साथ देख रहे हैं, समान अवलोकन मोड और विधियों का उपयोग कर रहे हैं।' 'हमने इन 26 मलबे डिस्क को बहुत सुसंगत डेटा गुणवत्ता के साथ पाया, जहां हम वास्तव में अवलोकनों की तुलना कर सकते हैं, कुछ ऐसा जो मलबे डिस्क सर्वेक्षण के मामले में अद्वितीय है।'
इस सर्वेक्षण में जिस तरह से इन डिस्क और सितारों का नमूना लिया गया था, वह एक्सोप्लैनेट अध्ययन में एक उद्देश्य पूरा करता है। उदाहरण के लिए, सात नए डिस्क 13 के समूह में थे जो अंतरिक्ष में एक साथ चलते हैं। सभी 13 एक ही क्षेत्र में लगभग एक ही समय में पैदा हुए थे, जो उन्हें युवा सौर प्रणालियों में एक्सोप्लैनेट गठन की हमारी समझ को गहरा करने के लिए एक महान लक्ष्य बनाते हैं, और विस्तार से, हमारी अपनी प्रणाली कैसे बनी।
'यदि आप हमारे अपने सौर मंडल की घड़ी को 4.5 अरब वर्ष पीछे डायल करते हैं, तो हम इनमें से कौन सी डिस्क थे?'
टॉम एस्पोसिटो, प्रमुख लेखक, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले
“यह मछली पकड़ने की सही जगह की तरह है; हमारी सफलता दर हमारे द्वारा अब तक की गई किसी भी चीज़ की तुलना में बहुत अधिक थी, ”पॉल कलास ने कहा, खगोल विज्ञान के यूसी बर्कले के सहायक प्रोफेसर, जो पेपर के दूसरे लेखक हैं। क्योंकि सभी सात सितारों के आसपास हैं जो लगभग एक ही समय में एक ही क्षेत्र में पैदा हुए थे, 'वह समूह स्वयं एक मिनी-प्रयोगशाला है जहां हम कई ग्रहों की नर्सरी के आर्किटेक्चर की तुलना और तुलना कर सकते हैं जो एक साथ कई परिस्थितियों में विकसित हो रहे हैं, कुछ ऐसा जो हमारे पास वास्तव में पहले नहीं था,' एस्पोसिटो ने कहा।
लेकिन वह सुसंगत समूह कहानी का केवल एक हिस्सा है। सभी तारे और डिस्क युवा हैं, लाखों वर्षों से लेकर कुछ सौ मिलियन वर्षों के बीच। युवा सौर प्रणालियों के लिए यह एक बहुत ही गतिशील अवधि है, क्योंकि ग्रह बनते हैं और पलायन करते हैं और जैसे ही सिस्टम की समग्र वास्तुकला बनती है।
जेमिनी प्लैनेट इमेजर द्वारा देखे गए 26 डिस्क में से एक स्टार TWA 7 के चारों ओर सर्कमस्टेलर डिस्क। (इंटरनेशनल जेमिनी ऑब्जर्वेटरी, NOIRLab, NSF, AURA और टॉम एस्पोसिटो, यूसी बर्कले द्वारा इमेज। ट्रैविस रेक्टो, यूनिवर्सिटी ऑफ अलास्का एंकोरेज, महदी ज़मानी और डेविड डी मार्टिन द्वारा इमेज प्रोसेसिंग।)
दिलचस्प बात यह है कि एचडी 156623 नाम के एक स्टार की डिस्क में छेद नहीं था। लेकिन यह समूह में सबसे कम उम्र में से एक है। यह हमारी समझ के साथ फिट बैठता है कि सौर मंडल कैसे बनता है। एक बहुत ही युवा तारे के पास अभी तक कोई ग्रह नहीं होना चाहिए, क्योंकि तारा स्वयं ही मुश्किल से बना है।
यह बहुत ही युवा स्टार एचडी 156623 और उसकी डिस्क की एक छवि है। शोधकर्ताओं को डिस्क में एक छेद का कोई सबूत नहीं मिला, जो किसी ग्रह की उपस्थिति का संकेत देता अगर वह वहां होता। PS1 और bg1 और bg2 बिंदु स्रोत और पृष्ठभूमि ऑब्जेक्ट हैं जो डिस्क का हिस्सा नहीं हैं। छवि क्रेडिट: एस्पोसिटो एट अल, 2020।
'जब हम छोटे परिस्थितिजन्य डिस्क को देखते हैं, जैसे प्रोटोप्लानेटरी डिस्क जो विकास के पहले चरण में हैं, जब ग्रह बन रहे हैं, या ग्रहों के बनने से पहले, उन क्षेत्रों में बहुत सारी गैस और धूल होती है जहां हमें ये छेद मिलते हैं। पुराने मलबे के डिस्क में,' एस्पोसिटो ने कहा। 'किसी ने समय के साथ उस सामग्री को हटा दिया है, और ऐसा करने का एक तरीका ग्रहों के साथ है।'
इस तरह के अध्ययनों के आकर्षक पहलुओं में से एक यह है कि यह हमें हमारे सौर मंडल में हमारे अपने घर के बारे में बता सकता है। अगर यह अपने बचपन में ही चित्रित किया गया होता तो यह कैसा दिखता।
'यदि आप हमारे अपने सौर मंडल के लिए घड़ी को 4.5 अरब वर्ष पीछे डायल करते हैं, तो हम इनमें से कौन सी डिस्क थे? क्या हम एक संकीर्ण वलय थे, या हम एक फजी बूँद थे? ” एस्पोसिटो ने कहा। 'यह जानना बहुत अच्छा होगा कि हम अपने मूल को समझने के लिए उस समय कैसे दिखते थे। यह महान अनुत्तरित प्रश्न है।'
हमारा सौर मंडल युवा सौर प्रणालियों की तुलना में अपेक्षाकृत शांत, शांत स्थान है। हमारी शैशवावस्था में कैसी दिखती होगी? स्केल करने के लिए सौर मंडल के 8 ग्रहों को दर्शाने वाला एक उदाहरण क्रेडिट: NASA
ऐसा कोई तरीका नहीं है जिससे हम कभी जान सकें कि हमारा अपना सौर मंडल अपनी प्रारंभिक अवस्था में कैसा दिखता था। लेकिन वही प्रक्रियाएँ जिनसे हमारा सिस्टम बना है, हर सिस्टम में चलन में हैं। हमारी अनमोल जीवनदायी पृथ्वी के कारण ही हमारा विशेष हो सकता है।
युवा सितारों और उनके आसपास विकसित होने वाले सौर मंडल के बारे में हमारी समझ आकार ले रही है। दस साल पहले भी, हम लगभग उतने जानकार नहीं थे जितने अब हैं। जब हमारी अगली पीढ़ी के टेलीस्कोप अगले एक दशक में ऑनलाइन होंगे, तो हमारा ज्ञान छलांग और सीमा से बढ़ेगा।
और यह अध्ययन इस सबका हिस्सा होगा।