नासा का TESS, or ट्रांजिटिंग एक्सोप्लैनेट सर्वे सैटेलाइट एक मुख्य कार्य है: एक्सोप्लैनेट ढूंढना। लेकिन यह खगोलविदों को एक अजीब प्रकार के तारे का अध्ययन करने में भी मदद कर रहा है जिसने अब तक पूरी तरह से व्याख्या की है। वे सितारे डेल्टा स्कूटी सितारे हैं, जिनका नाम उनके प्रोटोटाइप के नाम पर रखा गया है।
डेल्टा स्कूटी सितारे अजीब स्पंदन पैटर्न प्रदर्शित करते हैं, और वे तेजी से घूमते हैं। अब तक, खगोलविद यह पता नहीं लगा पाए हैं कि वे किस तरह से स्पंदित करते हैं। लेकिन TESS के आंकड़ों पर आधारित एक नया अध्ययन इन उलझे हुए सितारों के कुछ विवरणों का खुलासा कर रहा है, अगर उन्हें पूरी तरह से समझा नहीं गया है।
अध्ययन का शीर्षक है ' युवा मध्यवर्ती-द्रव्यमान सितारों में बहुत नियमित उच्च आवृत्ति स्पंदन मोड ।' प्रमुख लेखक टिमोथी बेडिंग हैं, जो सिडनी विश्वविद्यालय में खगोल विज्ञान के प्रोफेसर हैं। यह नेचर जर्नल में प्रकाशित हुआ है।
'यह वास्तव में एक सफलता है। ... लेकिन इसने हमें यह भी दिखाया है कि डेल्टा स्कूटी सितारों की हमारी समझ में यह सिर्फ एक कदम है।'
साइमन मर्फी, सह-लेखक, सिडनी विश्वविद्यालय
TESS सितारों को देखता है और उन ग्रहों की तलाश करता है जो उनके सामने पारगमन करते हैं। वे पारगमन तारों की रोशनी में डुबकी लगाते हैं। ऐसा करने के लिए, यह 27 दिनों की अवधि के लिए आकाश के विशाल पैच और उनमें सभी सितारों की निगरानी करता है। इस नए अध्ययन में वे लंबे अवलोकन समय मददगार थे, भले ही यह एक्सोप्लैनेट पर केंद्रित नहीं है, बल्कि डेल्टा स्कूटी सितारों पर है।
डेल्टा स्कूटी तारे सूर्य से लगभग 1.5 से 2.5 गुना बड़े हैं। उनका नाम, तारा डेल्टा स्कूटी, 1900 में एक चर तारे के रूप में पहचाना गया था। अब खगोलविदों को उनमें से हजारों के बारे में पता है, जिनमें से कई नासा के अन्य ग्रह-शिकारी, केपलर अंतरिक्ष यान के साथ खोजे गए थे।
अन्य चर सितारों की तुलना में डेल्टा स्कूटी हैरान करने वाले हैं। वे दिन में एक या दो बार अन्य तारों की तुलना में बहुत तेजी से घूमते हैं, जो हमारे सूर्य से कम से कम एक दर्जन गुना तेज है। क्योंकि वे इतनी तेजी से घूमते हैं, तारे ध्रुवों पर चपटे होते हैं, और स्पंदन के पैटर्न तले हुए होते हैं। वे जटिल सितारे हैं, और समझने में चुनौतीपूर्ण हैं।
'डेल्टा स्कूटी सितारे स्पष्ट रूप से दिलचस्प तरीके से स्पंदित होते हैं, लेकिन उन स्पंदनों के पैटर्न ने अब तक समझ को चुनौती दी है,' टिम बेडिंग ने एक में कहा प्रेस विज्ञप्ति . 'एक संगीत सादृश्य का उपयोग करने के लिए, कई सितारे सरल तारों के साथ स्पंदित होते हैं, लेकिन डेल्टा स्कूटी सितारे जटिल होते हैं, जो नोट्स के साथ गड़बड़ लगते हैं। TESS ने हमें दिखाया है कि यह उन सभी के लिए सही नहीं है।'
TESS, और एक समय में कई सितारों का 27-दिवसीय अवलोकन, बस वही है जो बेडिंग और उनकी टीम को चाहिए था। TESS की प्रेक्षण शक्ति का अर्थ है कि खगोलविद एक साथ कई तारों की निगरानी कर सकते हैं। TESS में चार कैमरे हैं, और अपने सामान्य मोड में, यह हर तीस मिनट में चार कैमरों में से प्रत्येक के साथ कैप्चर और छवि करता है। लेकिन वे 30 मिनट के एक्सपोजर डेल्टा स्कूटी सितारों में परिवर्तन को पकड़ने के लिए बहुत लंबे हैं, जो हर कुछ मिनटों में परिवर्तनशील होते हैं।
सौभाग्य से, TESS हजारों पूर्व-चयनित सितारों के दो मिनट के एक्सपोज़र को भी कैप्चर करता है। और उनमें से कुछ सितारे डेल्टा स्कूटी सितारे हैं। बेडिंग और उनकी टीम ने TESS डेटा के माध्यम से खोज की, और उन्हें डेल्टा स्कूटी सितारों का एक उप-सेट मिला, जिसमें नियमित स्पंदन पैटर्न होते हैं। हाथ में उस डेटा के साथ, वे जानते थे कि क्या देखना है।
फिर उन्होंने केप्लर डेटा के माध्यम से कंघी की, और केके जैसे ग्राउंड टेलीस्कोप के साथ अनुवर्ती अवलोकन किए। अंत में, बेडिंग और अन्य खगोलविदों ने 60 डेल्टा स्कूटी सितारों को पाया जिनके नियमित स्पंदन पैटर्न थे। अपने पेपर में वे लिखते हैं, 'हमने नियमित आवृत्ति स्पेसिंग वाले 60 सितारों की खोज की, जो एक समूह को परिभाषित करते हैं? स्कूटी सितारे जिनके लिए विधा की पहचान संभव है।'
'यह वास्तव में एक सफलता है। अब हमारे पास इन सितारों के लिए स्पंदन की एक नियमित श्रृंखला है जिसे हम समझ सकते हैं और मॉडल के साथ तुलना कर सकते हैं, ”सिडनी विश्वविद्यालय में पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता सह-लेखक साइमन मर्फी ने कहा। 'यह हमें इन सितारों को क्षुद्रग्रह विज्ञान का उपयोग करके मापने की अनुमति देने जा रहा है जो हम कभी नहीं कर पाए हैं। लेकिन इसने हमें यह भी दिखाया है कि डेल्टा स्कूटी सितारों की हमारी समझ में यह सिर्फ एक कदम है।'
'लगभग सभी भौतिक प्रक्रियाएं जो तारों की संरचना और विकास को निर्धारित करती हैं, उनके (गहरे) अंदरूनी हिस्सों में होती हैं।'
गेराल्ड हैंल्डर, कॉपरनिकस एस्ट्रोनॉमिकल सेंटर
क्षुद्रविद्या विज्ञान तारे के दोलनों के आधार पर तारों की आंतरिक संरचना का अध्ययन है। विचार भूकंपीय तरंगों के रूप में उनके दोलनों का उपयोग करके सितारों की आंतरिक संरचना का निर्धारण करना है। Asteroseismology एक तेजी से विकसित होने वाला क्षेत्र है। में एक 2012 पेपर कोपरनिकस एस्ट्रोनॉमिकल सेंटर के गेराल्ड हैंडलर ने एस्टरोसिस्मोलॉजी पर चर्चा करते हुए कहा, 'लगभग सभी भौतिक प्रक्रियाएं जो सितारों की संरचना और विकास को निर्धारित करती हैं, उनके (गहरे) अंदरूनी हिस्सों में होती हैं। तारों को शक्ति प्रदान करने वाली परमाणु ऊर्जा का उत्पादन उनके जीवन भर उनके कोर में होता है।' संक्षेप में, सितारों का इंटीरियर वह जगह है जहां व्यवसाय होता है, और एस्टरोसिज़्मोलॉजी इसकी जांच करने का एक तरीका है।
जैसा कि टीम अपने पेपर में लिखती है, 'क्षुद्रग्रह विज्ञान अपने प्राकृतिक स्पंदन आवृत्तियों का उपयोग करके सितारों की आंतरिक संरचनाओं की जांच करता है। यह पल्सेशन मोड के अनुक्रमों की पहचान करने पर निर्भर करता है जिनकी तुलना सैद्धांतिक मॉडल से की जा सकती है, जो कि कम द्रव्यमान वाले सौर-प्रकार के सितारों, लाल दिग्गजों, उच्च-द्रव्यमान सितारों और सफेद बौनों सहित कई वर्गों के पल्सेटरों के लिए सफलतापूर्वक किया गया है। हालांकि, अब तक, डेल्टा स्कूटी सितारों ने अपने एस्टरोसिज़्मोलॉजी को समझने के प्रयासों का विरोध किया है। यह काफी हद तक इसलिए है क्योंकि वे इतनी तेजी से घूमते हैं।
'हमें पता था कि जब हमने TESS को डिज़ाइन किया था, तो कई रोमांचक नए एक्सोप्लैनेट खोजने के अलावा, उपग्रह क्षुद्रग्रह विज्ञान के क्षेत्र को भी आगे बढ़ाएगा।'
TESS के प्रधान अन्वेषक जॉर्ज रिकर, मैसाचुसेट्स प्रौद्योगिकी संस्थान।
एक तारे के अंदर चारों ओर उछलती हुई ध्वनि तरंगें इसके विस्तार और संकुचन का कारण बनती हैं, जिसके परिणामस्वरूप पता लगाने योग्य चमक में परिवर्तन होता है। यह एनीमेशन एक प्रकार के डेल्टा स्कूटी स्पंदन को दर्शाता है - जिसे रेडियल मोड कहा जाता है - जो कि तारे के कोर और सतह के बीच यात्रा करने वाली तरंगों (नीले तीर) द्वारा संचालित होता है। वास्तव में, एक तारा कई अलग-अलग तरीकों से स्पंदित हो सकता है, जिससे जटिल पैटर्न बन सकते हैं जो वैज्ञानिकों को इसके आंतरिक भाग के बारे में जानने में सक्षम बनाते हैं।
साभार: नासा का गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर
शोधकर्ताओं की टीम ने पाया कि उनके डेल्टा स्कूटी सितारे दो समूहों में गिर गए, और दोनों प्रकारों में बिल्ड-अप और फिर ऊर्जा की रिहाई शामिल है। पहले समूह में, पूरा तारा सममित रूप से फैलता और सिकुड़ता है। दूसरे समूह में, तारे के विपरीत गोलार्ध बारी-बारी से फैलते और सिकुड़ते हैं।
'सरल पैटर्न खोजने और दोलन के तरीकों की पहचान करने में सक्षम होना गेम चेंजिंग है।'
सरबानी बसु, खगोल विज्ञान के प्रोफेसर, येल विश्वविद्यालय।
कनेक्टिकट के न्यू हेवन में येल विश्वविद्यालय में खगोल विज्ञान के प्रोफेसर सरबानी बसु ने कहा, 'डेल्टा स्कूटी सितारे अपने जटिल दोलनों के कारण निराशाजनक लक्ष्य रहे हैं, इसलिए यह एक बहुत ही रोमांचक खोज है।' . 'सरल पैटर्न खोजने और दोलन के तरीकों की पहचान करने में सक्षम होना गेम चेंजिंग है। चूंकि सितारों का यह सबसेट सामान्य भूकंपीय विश्लेषण की अनुमति देता है, इसलिए हम अंततः उन्हें ठीक से चिह्नित करने में सक्षम होंगे।'
वास्तव में, टीम के डेटा ने पहले ही एक गूढ़ तारे को समझने में मदद की है, और सितारों की धारा इससे संबंधित है।
हाल ही में, खगोलविदों ने एक की खोज की तारों की धारा आकाशगंगा के भीतर परिक्रमा। वैज्ञानिकों ने धारा की उम्र पर बहस की है, कुछ ने इसे लगभग एक अरब वर्ष के लिए निर्धारित किया है। वह एक अरब वर्ष की संख्या a . पर आधारित थी लाल विशाल धारा में तारा। लेकिन अन्य, बाद में धारा के माप से पता चला कि तारे केवल लगभग 120 मिलियन वर्ष पुराने हैं, जो एक बड़ी विसंगति है।
इस अध्ययन के पीछे की टीम ने उन मॉडलों का इस्तेमाल किया जिन्हें उन्होंने डेल्टा स्कूटी सितारों के लिए विकसित किया था ताकि एचडी 31901 नामक धारा में एक तारे की जांच की जा सके। उनके नए क्षुद्रग्रह मॉडल ने एचडी 31901 की कम उम्र की पुष्टि की, और दिखाया कि पहले की एक अरब वर्ष की उम्र गलत है।
उनका काम पहले से ही भुगतान कर रहा है।
टीम के अनुसार, यह 60 डेल्टा स्कूटी सितारों के उनके उप-सेट की उम्र है जो नियमित धड़कन पैटर्न के लिए जिम्मेदार है। वे दूसरों की तुलना में छोटे हैं, और इसलिए उन्होंने हाल ही में, तारकीय शब्दों में, केवल अपने मूल में अपने संलयन का निर्माण करने के लिए बस गए हैं। इन छोटे तारों में स्पंदन अधिक तीव्र होते हैं।
लेकिन जैसे-जैसे सितारों की उम्र बढ़ती है, चीजें थोड़ी और जटिल होती जाती हैं। स्पंदनों की आवृत्ति धीमी हो जाती है, और संकेत तारे से आने वाले संकेतों के साथ मिश्रित हो जाता है। क्योंकि एचडी 31901 में एक स्पष्ट, तेज धड़कन पैटर्न था, इसलिए यह पुष्टि की गई कि वह सापेक्ष युवा है, बहस को सुलझा रहा है।
लेकिन जैसा कि यह पता चला है, डेल्टा स्कूट सितारों का अध्ययन पूरी तरह से सीधा नहीं है। TESS के तारों के देखने के कोण से अलग-अलग माप हो सकते हैं। जब पोल-ऑन देखा जाता है, तो सैद्धांतिक गणना के अनुसार, ये तारे भूमध्य रेखा पर देखे जाने की तुलना में अधिक नियमित धड़कन पैटर्न प्रदर्शित कर सकते हैं। डेटा में 1,000 से अधिक डेल्टा स्कूटी सितारों के साथ, उनमें से कुछ अपने ध्रुवों पर देखे जाने के लिए बाध्य हैं।
TESS 26 विभिन्न क्षेत्रों में आकाश का निरीक्षण करता है। उनमें से ज्यादातर 27 दिनों की अवधि के लिए मनाया जाएगा। इमेज क्रेडिट: NASA द्वारा - https://tess.gsfc.nasa.gov/images/tess_science_image3.jpg, पब्लिक डोमेन, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=64875510
टीम अपने डेल्टा स्कूटी मॉडल पर काम करना जारी रखेगी। जल्द ही, TESS 30 मिनट की छवियों को कैप्चर करने से 10 मिनट की छवियों पर स्विच करेगा। यह जुलाई में होगा, जब TESS अपने प्रारंभिक मिशन से अपने विस्तारित मिशन पर स्विच करेगा, और इससे टीम को और भी अधिक डेल्टा स्कूटिस खोजने में मदद मिलेगी।
TESS के काम करने के तरीके के कारण, इसके पीछे के लोगों को पता था कि यह खगोल विज्ञान के विज्ञान को आगे बढ़ाने में मदद करेगा, भले ही यह अंतरिक्ष यान का प्राथमिक मिशन न हो।
'हम जानते थे कि जब हमने TESS को डिज़ाइन किया था, तो कई रोमांचक नए एक्सोप्लैनेट खोजने के अलावा, उपग्रह क्षुद्रग्रह विज्ञान के क्षेत्र को भी आगे बढ़ाएगा,' मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में TESS के प्रधान अन्वेषक जॉर्ज रिकर ने कहा। कावली इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स एंड स्पेस रिसर्च कैम्ब्रिज में। 'मिशन को पहले ही एक नए प्रकार का तारा मिल गया है कि केवल एक तरफ धड़कता है और पता चला है जाने-माने सितारों के बारे में नए तथ्य . जैसे ही हम शुरुआती दो साल के मिशन को पूरा करते हैं और विस्तारित मिशन को शुरू करते हैं, हम टीईएसएस द्वारा की जाने वाली नई शानदार खोजों की प्रतीक्षा कर रहे हैं।'
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- प्रेस विज्ञप्ति: नासा का TESS हैरान करने वाले तारकीय स्पंदनों के निर्णायक अध्ययन को सक्षम बनाता है
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- ब्रह्मांड आज: इस नए प्रकार के परिवर्तनशील तारे के अंदर क्या चल रहा है?
