एक्सोप्लैनेट-शिकार विधियों पर हमारी श्रृंखला में आपका स्वागत है! आज, हम गुरुत्वाकर्षण माइक्रोलेंसिंग के रूप में जानी जाने वाली जिज्ञासु और अनूठी विधि को देखते हैं।
के लिए शिकार अतिरिक्त सौर ग्रह यकीन है कि पिछले एक दशक में गर्म हो गया है। प्रौद्योगिकी और कार्यप्रणाली में किए गए सुधारों के लिए धन्यवाद, देखे गए एक्सोप्लैनेट की संख्या (जैसा कि 1 दिसंबर, 2017 ) 2,780 स्टार सिस्टम में 3,710 ग्रहों तक पहुंच गया है, जिसमें 621 सिस्टम कई ग्रहों को समेटे हुए हैं। दुर्भाग्य से, विभिन्न सीमाओं के कारण खगोलविदों को संघर्ष करने के लिए मजबूर होना पड़ता है, अप्रत्यक्ष तरीकों का उपयोग करके विशाल बहुमत की खोज की गई है।
अप्रत्यक्ष रूप से एक्सोप्लैनेट का पता लगाने के लिए अधिक सामान्यतः उपयोग की जाने वाली विधियों में से एक को गुरुत्वाकर्षण माइक्रोलेंसिंग के रूप में जाना जाता है। अनिवार्य रूप से, यह विधि किसी तारे से आने वाले प्रकाश को मोड़ने और फोकस करने के लिए दूर की वस्तुओं के गुरुत्वाकर्षण बल पर निर्भर करती है। जैसे ही कोई ग्रह प्रेक्षक के सापेक्ष तारे के सामने से गुजरता है (अर्थात एक पारगमन करता है), प्रकाश मापने योग्य रूप से कम हो जाता है, जिसका उपयोग तब किसी ग्रह की उपस्थिति को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।
इस संबंध में, ग्रेविटेशनल माइक्रोलेंसिंग ग्रेविटेशनल लेंसिंग का एक छोटा-डाउन संस्करण है, जहां एक आकाशगंगा या उससे परे स्थित अन्य वस्तु से आने वाले प्रकाश पर ध्यान केंद्रित करने के लिए एक हस्तक्षेप करने वाली वस्तु (एक आकाशगंगा क्लस्टर की तरह) का उपयोग किया जाता है। इसमें अत्यधिक प्रभावी . का एक प्रमुख तत्व भी शामिल है पारगमन विधि , जहां एक एक्सोप्लैनेट की उपस्थिति को इंगित करने के लिए चमक में गिरावट के लिए सितारों की निगरानी की जाती है।
विवरण:
के अनुसार सामान्य सापेक्षता का आइंस्टीन का सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण स्पेसटाइम के कपड़े को मोड़ने का कारण बनता है। इस प्रभाव के कारण वस्तु के गुरुत्वाकर्षण से प्रभावित प्रकाश विकृत या मुड़ा हुआ हो सकता है। यह एक लेंस के रूप में भी कार्य कर सकता है, जिससे प्रकाश अधिक केंद्रित हो जाता है और दूर की वस्तुओं (जैसे तारे) को एक पर्यवेक्षक को उज्जवल दिखाई देता है। यह प्रभाव तभी होता है जब दो तारे प्रेक्षक के सापेक्ष लगभग बिल्कुल संरेखित होते हैं (अर्थात एक दूसरे के सामने स्थित होता है)।
ये 'लेंसिंग घटनाएँ' संक्षिप्त, लेकिन बहुतायत से हैं, क्योंकि हमारी आकाशगंगा में पृथ्वी और तारे हमेशा एक दूसरे के सापेक्ष गतिमान रहते हैं। पिछले एक दशक में, एक हजार से अधिक ऐसी घटनाएं देखी गई हैं, और आमतौर पर एक समय में कुछ दिनों या हफ्तों तक चलती हैं। वास्तव में, इस आशय का उपयोग 1919 में सर आर्थर एडिंगटन द्वारा सामान्य सापेक्षता के लिए पहला अनुभवजन्य साक्ष्य प्रदान करने के लिए किया गया था।
यह 29 मई 1919 के सूर्य ग्रहण के दौरान हुआ था, जहां एडिंगटन और एक वैज्ञानिक अभियान ने पश्चिम अफ्रीका के तट पर प्रिंसिपे द्वीप की यात्रा की थी ताकि उन सितारों की तस्वीरें ली जा सकें जो अब सूर्य के आसपास के क्षेत्र में दिखाई दे रहे थे। चित्रों ने आइंस्टीन की भविष्यवाणी की पुष्टि करते हुए दिखाया कि कैसे सूर्य के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के जवाब में इन सितारों से प्रकाश को थोड़ा स्थानांतरित किया गया था।
तकनीक को मूल रूप से 1991 में खगोलविदों शुडे माओ और बोहदान पैक्ज़िन्स्की द्वारा सितारों के लिए द्विआधारी साथी की तलाश के साधन के रूप में प्रस्तावित किया गया था। उनके प्रस्ताव को 1992 में एंडी गोल्ड और अब्राहम लोएब द्वारा एक्सोप्लैनेट का पता लगाने की एक विधि के रूप में परिष्कृत किया गया था। आकाशगंगा के केंद्र की ओर ग्रहों की तलाश करते समय यह विधि सबसे प्रभावी है, क्योंकि गांगेय उभार बड़ी संख्या में पृष्ठभूमि तारे प्रदान करता है।
लेंस सिस्टम में एक ग्रह के साथ एक माइक्रोलेंसिंग हस्ताक्षर का एक स्केच। छवि क्रेडिट: NASA / ESA / के. साहू / STScI
लाभ:
माइक्रोलेंसिंग एकमात्र ज्ञात विधि है जो पृथ्वी से वास्तव में बड़ी दूरी पर ग्रहों की खोज करने में सक्षम है और सबसे छोटे एक्सोप्लैनेट को खोजने में सक्षम है। जबकि रेडियल वेलोसिटी विधि प्रभावी होती है जब पृथ्वी से 100 प्रकाश वर्ष तक के ग्रहों की तलाश की जाती है और ट्रांजिट फोटोमेट्री सैकड़ों प्रकाश-वर्ष दूर ग्रहों का पता लगा सकती है, माइक्रोलेंसिंग उन ग्रहों को ढूंढ सकती है जो हजारों प्रकाश-वर्ष दूर हैं।
जबकि अधिकांश अन्य विधियों में छोटे ग्रहों के प्रति एक पूर्वाग्रह है, माइक्रोलेंसिंग विधि उन ग्रहों का पता लगाने का सबसे संवेदनशील साधन है जो सूर्य जैसे सितारों से लगभग 1-10 खगोलीय इकाइयां (एयू) दूर हैं। माइक्रोलेंसिंग भी व्यापक कक्षाओं में कम द्रव्यमान वाले ग्रहों का पता लगाने का एकमात्र सिद्ध साधन है, जहां पारगमन विधि और रेडियल वेग दोनों अप्रभावी हैं।
एक साथ लिया गया, ये लाभ सूर्य जैसे सितारों के आसपास पृथ्वी जैसे ग्रहों को खोजने के लिए माइक्रोलेंसिंग को सबसे प्रभावी तरीका बनाते हैं। इसके अलावा, जमीन-आधारित सुविधाओं का उपयोग करके माइक्रोलेंसिंग सर्वेक्षणों को प्रभावी ढंग से माउंट किया जा सकता है। ट्रांजिट फोटोमेट्री की तरह, माइक्रोलेंसिंग विधि इस तथ्य से लाभान्वित होती है कि इसका उपयोग एक साथ हजारों सितारों का सर्वेक्षण करने के लिए किया जा सकता है।
नुकसान:
चूंकि माइक्रोलेंसिंग घटनाएं अद्वितीय हैं और दोहराने के अधीन नहीं हैं, इस पद्धति का उपयोग करके पता लगाया गया कोई भी ग्रह फिर से देखने योग्य नहीं होगा। इसके अलावा, जिन ग्रहों का पता लगाया जाता है, वे बहुत दूर होते हैं, जिससे अनुवर्ती जांच लगभग असंभव हो जाती है। सौभाग्य से, माइक्रोलेंसिंग का पता लगाने के लिए आमतौर पर अनुवर्ती सर्वेक्षण की आवश्यकता नहीं होती है क्योंकि उनके पास बहुत अधिक सिग्नल-टू-शोर अनुपात होता है।
https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a020000/a020200/a020242/WFIRST_Microlensing_H264_1080p.webmजबकि पुष्टि आवश्यक नहीं है, कुछ ग्रहों की सूक्ष्मदर्शी घटनाओं की पुष्टि की गई है। घटना OGLE-2005-BLG-169 के लिए ग्रहीय संकेत की पुष्टि HST और केक टिप्पणियों (बेनेट एट अल। 2015; बतिस्ता एट अल। 2015) द्वारा की गई थी। इसके अलावा, माइक्रोलेंसिंग सर्वेक्षण केवल ग्रह की दूरी के मोटे अनुमानों का उत्पादन कर सकते हैं, त्रुटि के लिए महत्वपूर्ण मार्जिन छोड़कर।
माइक्रोलेंसिंग भी ग्रह के कक्षीय गुणों का सटीक अनुमान लगाने में असमर्थ है, क्योंकि इस पद्धति से सीधे निर्धारित की जा सकने वाली एकमात्र कक्षीय विशेषता ग्रह की वर्तमान अर्ध-प्रमुख धुरी है। जैसे, एक विलक्षण कक्षा वाला ग्रह केवल उसकी कक्षा के एक छोटे से हिस्से के लिए ही पता लगाया जा सकता है (जब वह अपने तारे से बहुत दूर होता है)।
अंत में, माइक्रोलेंसिंग दुर्लभ और यादृच्छिक घटनाओं पर निर्भर है - एक तारे का दूसरे के ठीक सामने से गुजरना, जैसा कि पृथ्वी से देखा जाता है - जो दुर्लभ और अप्रत्याशित दोनों का पता लगाता है।
गुरुत्वाकर्षण माइक्रोलेंसिंग सर्वेक्षण के उदाहरण:
माइक्रोलेंसिंग पद्धति पर भरोसा करने वाले सर्वेक्षणों में शामिल हैं: ऑप्टिकल गुरुत्वीय लेंसिंग प्रयोग (ओजीएलई) वारसॉ विश्वविद्यालय में। यूनिवर्सिटी के एस्ट्रोनॉमिकल ऑब्जर्वेटरी के निदेशक आंद्रेज उदल्स्की के नेतृत्व में, यह अंतर्राष्ट्रीय परियोजना गैलेक्टिक उभार के आसपास 100 सितारों के क्षेत्र में माइक्रोलेंसिंग घटनाओं की खोज के लिए चिली के लास कैंपानास में 1.3 मीटर 'वारसॉ' टेलीस्कोप का उपयोग करती है।
वारसॉ विश्वविद्यालय में खगोलीय वेधशाला, ओजीएलई परियोजना का संचालन करती थी। साभार: ogle.astrouw.edu.pl
वहाँ भी है खगोल भौतिकी में माइक्रोलेंसिंग अवलोकन (एमओए) समूह, न्यूजीलैंड और जापान में शोधकर्ताओं के बीच एक सहयोगी प्रयास। नागोया विश्वविद्यालय के प्रोफेसर यासुशी मुराकी के नेतृत्व में, यह समूह दक्षिणी गोलार्ध से डार्क मैटर, अतिरिक्त-सौर ग्रहों और तारकीय वायुमंडल के लिए सर्वेक्षण करने के लिए माइक्रोलेंसिंग विधि का उपयोग करता है।
और फिर वहाँ प्रोबिंग लेंसिंग विसंगतियाँ नेटवर्क (प्लानेट), जिसमें दक्षिणी गोलार्ध के चारों ओर वितरित पांच 1-मीटर दूरबीन शामिल हैं। रोबोनेट के सहयोग से, यह परियोजना पृथ्वी के जितना कम द्रव्यमान वाले ग्रहों के कारण होने वाली माइक्रोलेंसिंग घटनाओं के लिए निकट-निरंतर अवलोकन प्रदान करने में सक्षम है।
अब तक का सबसे संवेदनशील सर्वेक्षण है कोरियाई माइक्रोलेंसिंग टेलीस्कोप नेटवर्क (केएमटीनेट), कोरिया खगोल विज्ञान और अंतरिक्ष विज्ञान संस्थान (केएएसआई) द्वारा 2009 में शुरू की गई एक परियोजना। केएमटीनेट तीन दक्षिणी वेधशालाओं के उपकरणों पर निर्भर करता है ताकि गैलेक्टिक उभार की 24 घंटे की निरंतर निगरानी प्रदान की जा सके, जो माइक्रोलेंसिंग घटनाओं की खोज कर सके पृथ्वी-द्रव्यमान ग्रहों की ओर अपने सितारों के रहने योग्य क्षेत्रों के साथ परिक्रमा करते हुए।
हमने यहां यूनिवर्स टुडे में एक्सोप्लैनेट डिटेक्शन पर कई दिलचस्प लेख लिखे हैं। यहाँ है अतिरिक्त सौर ग्रह क्या हैं? , पारगमन विधि क्या है? , रेडियल वेग विधि क्या है? , गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग क्या है? तथा केप्लर का ब्रह्मांड: हमारी आकाशगंगा में सितारों की तुलना में अधिक ग्रह
अधिक जानकारी के लिए, नासा के पेज को अवश्य देखें एक्सोप्लैनेट एक्सप्लोरेशन , प्लैनेटरी सोसाइटी का पेज एक्स्ट्रासोलर ग्रह , और नासा/कैल्टेक एक्सोप्लैनेट आर्काइव .
एस्ट्रोनॉमी कास्ट में इस विषय पर प्रासंगिक एपिसोड भी हैं। यहाँ है एपिसोड 208: स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप , एपिसोड 337: फोटोमेट्री , एपिसोड 364: द CoRoT मिशन , तथा एपिसोड 367: स्पिट्जर एक्सोप्लैनेट करता है .
स्रोत: