व्याख्या | जेम्स वेब टेलीस्कोप अपने पहले एक्सोप्लैनेट की पुष्टि करता है।

अब तक कहानी: पिछले साल छवियों के एक आश्चर्यजनक पहले सेट के बाद, जिसमें सितारों के जन्मस्थान और मृत्युशैय्या, और आकाशगंगाओं के ब्रह्मांडीय वाल्ट्ज शामिल हैं, नेशनल एरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन (NASA) के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST), जो सबसे बड़ी और सबसे शक्तिशाली छवि है . कभी अंतरिक्ष में भेजा गया, एक एक्सोप्लैनेट की पुष्टि करके अपने वर्ष की शुरुआत की।

औपचारिक रूप से LHS 475 b नाम दिया गया एक्सोप्लैनेट, लगभग पृथ्वी के आकार का है, जो हमारे घरेलू ग्रह के व्यास का 99% कवर करता है। नासा ने 11 जनवरी को घोषणा की कि मैरीलैंड के लॉरेल में जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी एप्लाइड फिजिक्स लेबोरेटरी के दो शोधकर्ताओं – केविन स्टीवेन्सन और जैकब लस्टिग-येगर की एक टीम ने JWST का उपयोग करके एक्सोप्लैनेट की पुष्टि की।

एक्सोप्लैनेट क्या हैं और हम उनका अध्ययन क्यों करते हैं?

क्या हमारे अलावा अन्य ग्रहों पर भी जीवन है? क्या हम ब्रह्मांड में अकेले हैं? ये कुछ ऐसे गहरे सवाल हैं जिनकी खोज मनुष्य प्राचीन काल से कर रहा है।

एक्सोप्लैनेट हमारे सौर मंडल के बाहर के ग्रह हैं। हालांकि ये ग्रह आमतौर पर अन्य सितारों की परिक्रमा करते हैं, कुछ फ्री-फ्लोटिंग हैं और गैलेक्टिक केंद्र की परिक्रमा करते हैं।

हालांकि इन ग्रहों की अवधारणा सदियों से सिद्धांत और विज्ञान कथाओं में मौजूद है, वास्तविक एक्सोप्लैनेट्स या एक्स्ट्रासोलर ग्रहों की पहली खोज 1990 के दशक में हुई थी। 1992 में, दो खगोलविदों ने लगभग 2,000 प्रकाश-वर्ष दूर एक पल्सर (एक मृत तारे का घना अवशेष जो प्रकाश की तेजी से घूमती हुई दालों का उत्सर्जन करता है) की परिक्रमा करते हुए दो विशाल ग्रहों का अवलोकन किया। फिर, 1995 में, दो शोधकर्ताओं ने सूर्य जैसे तारे की परिक्रमा करने वाले पहले एक्सोप्लैनेट को 51 पेगासी कहा। एक्सोप्लैनेट एक ‘हॉट ज्यूपिटर’ प्रकार का था – एक गर्म गैस विशाल जो अपने मेजबान तारे के करीब परिक्रमा कर रहा था। यह एक्सोप्लैनेट बुध और हमारे सूर्य की तुलना में अपने तारे के अधिक निकट था।

नासा के अनुसार, अब तक 5,000 से अधिक एक्सोप्लैनेट खोजे जा चुके हैं, और खगोलविद गणना करते हैं कि रात के आकाश में दिखाई देने वाले प्रत्येक तारे के लिए औसतन कम से कम एक एक्सोप्लैनेट है। निकटतम ग्रह, प्रॉक्सिमा सेंटॉरी बी, लगभग 4.25 प्रकाश-वर्ष दूर एक लाल बौने तारे की परिक्रमा करता है (एक प्रकाश-वर्ष 9.46 ट्रिलियन किलोमीटर के बराबर होता है)।

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अब तक, जमीन-आधारित और अंतरिक्ष-आधारित दोनों दूरबीनों ने, अलग-अलग तरीकों का उपयोग करते हुए, आकार, द्रव्यमान, संरचना, किसी तारे की परिक्रमा करने वाले ग्रहों की संख्या (ग्रह प्रणाली) या किसी ग्रह की परिक्रमा करने वाले तारों की संख्या निर्धारित की है। एक्सोप्लैनेट की खोज की गई है। इन एक्सोप्लैनेट्स की संरचना चट्टानी (जैसे पृथ्वी या शुक्र), गैस युक्त (बृहस्पति या शनि की तरह), या घने स्टायरोफोम या लावा के पिघले हुए महासागरों में मौजूद ग्रहों से भी अलग है। एक्सोप्लैनेट्स में हमारे सौर मंडल के ग्रहों के समान तत्व हैं, लेकिन विभिन्न अनुपातों के साथ। उदाहरण के लिए, कुछ में अधिक पानी या अधिक कार्बन हो सकता है।

कुछ प्रकार के बहिर्ग्रह जो अब तक खोजे जा चुके हैं। स्रोत: द हिंदू द्वारा अनुकूलित नासा।

एक्सोप्लैनेट्स के गुणों की खोज न केवल हमें बताती है कि वे कैसे बने और विकसित हुए या क्या पृथ्वी के बाहर जीवन संभव है, बल्कि हमें अपने सौर मंडल को बेहतर ढंग से समझने में भी मदद मिलती है। उदाहरण के लिए, बीबीसी रात में आसमान पत्रिका नोट करती है कि उनकी रचना के आधार पर, कुछ एक्सोप्लैनेट अपने मूल सितारों के इतने करीब नहीं बन सकते थे जितने अब हैं, इसलिए वे बाद में बंद हो गए होंगे, इस तथ्य की ओर इशारा करते हुए कि ग्रह अपने गठन के स्थानों से आगे बढ़ सकते हैं।

हम एक्सोप्लैनेट्स की खोज कैसे करते हैं?

जबकि एक्सोप्लैनेट्स की खोज के लिए पाँच विधियों का उपयोग किया गया है, नासा ने दो मुख्य तकनीकों की पहचान की है।

शिपिंग का तरीका: इसमें मूल तारे से प्रकाश वक्र के क्षीणन को देखना शामिल है – जब कोई ग्रह एक पर्यवेक्षक और एक तारे के बीच से गुजरता है या उसकी परिक्रमा करता है, तो यह उस तारे के कुछ प्रकाश को अवरुद्ध कर देता है। तारे का प्रकाश इस प्रकार थोड़े समय के लिए मंद हो जाता है, जो खगोलविदों के लिए तारे की परिक्रमा करने वाले ग्रह की उपस्थिति का पता लगाने के लिए पर्याप्त है।

अभी तक 3941 ग्रहों की खोज ट्रांजिट विधि से की जा चुकी है।

रेडियल वेलोसिटी मेथड द्वारा एक्सोप्लैनेट्स का पता लगाना।  स्रोत: यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी

रेडियल वेलोसिटी मेथड द्वारा एक्सोप्लैनेट्स का पता लगाना। स्रोत: यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी

रेडियल वेग विधि: जब कोई ग्रह किसी तारे की परिक्रमा करता है, तो उसका गुरुत्वाकर्षण तारे को खींचता है, जिससे वह बेहोश हो जाता है। यह मामूली गति टेलीस्कोप के माध्यम से देखे गए तारे के प्रकाश के स्पेक्ट्रम को प्रभावित करती है। यदि तारा पर्यवेक्षक की ओर बढ़ता है, तो नासा कहता है, स्पेक्ट्रम नीला-स्थानांतरित दिखाई देगा, और यदि यह पर्यवेक्षक से दूर चला जाता है, तो बदलाव लाल की ओर होगा। जब इस डेटा का उपयोग करके एक्सोप्लैनेट का पता लगाया जाता है, तो इसे रेडियल वेलोसिटी तकनीक कहा जाता है।

जेम्स वेब हमें अन्य दूरबीनों की तुलना में एक्सोप्लैनेट्स के बारे में अधिक कैसे बताता है?

नासा के अनुसार, “सभी ऑपरेटिंग टेलीस्कोपों ​​​​में से, वेब पृथ्वी के आकार के एक्सोप्लैनेट्स के वायुमंडल को चिह्नित करने में सक्षम है”। जबकि एक टेलिस्कोप किसी वस्तु का पता लगा सकता है और दिखा सकता है कि यह कैसा दिखता है, हबल टेलीस्कोप के विपरीत, JWST एक स्पेक्ट्रोस्कोप से लैस है। स्पेक्ट्रोस्कोपी में मौलिक संरचना, एक तारकीय वस्तु का तापमान, एक ग्रह का वातावरण, और बहुत कुछ के लिए प्रकाश किरणों का विश्लेषण करना शामिल है।

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जैसा कि यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी द्वारा परिभाषित किया गया है, एक टेलीस्कोप में प्रवेश करने वाला प्रकाश एक झंझरी या प्रिज्म द्वारा इसकी विभिन्न तरंग दैर्ध्य में विभाजित होता है। यह प्रकाश का एक स्पेक्ट्रम बनाता है। यह स्पेक्ट्रम तब एक डिटेक्टर पर केंद्रित होता है। प्रत्येक रासायनिक तत्व में प्रकाश का एक अनूठा स्पेक्ट्रम होता है, जैसे फिंगरप्रिंट। स्रोत के भौतिक और रासायनिक गुणों और इसकी मूल संरचना को समझने में हमारी मदद करने के लिए स्पेक्ट्रोस्कोप इन उंगलियों के निशान का विश्लेषण कर सकते हैं।

जेम्स वेब टेलीस्कोप के साथ स्पेक्ट्रोस्कोपी कैसे काम करती है, इसका एक उदाहरण।  स्रोत: यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी

जेम्स वेब टेलीस्कोप के साथ स्पेक्ट्रोस्कोपी कैसे काम करती है, इसका एक उदाहरण। स्रोत: यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी

JWST की एक और अनूठी विशेषता यह है कि यह एक इन्फ्रारेड टेलीस्कोप है – यह ब्रह्मांड को निकट-अवरक्त और मध्य-अवरक्त प्रकाश स्पेक्ट्रम में देखता है, जिसमें दृश्य प्रकाश की तुलना में तरंग दैर्ध्य अधिक होता है।

जेम्स वेब टेलीस्कोप ब्रह्मांड को इन्फ्रारेड में कैसे देखता है, इसका एक उदाहरण।  स्रोत: यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी

जेम्स वेब टेलीस्कोप ब्रह्मांड को इन्फ्रारेड में कैसे देखता है, इसका एक उदाहरण। स्रोत: यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी

बिग बैंग के बाद से ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है। जैसे-जैसे प्रकाश अंतरिक्ष में और दूर जाता है या जैसे-जैसे वस्तुएँ हमसे दूर जाती हैं, प्रकाश की तरंग दैर्ध्य लंबी होती जाती है। पराबैंगनी या दृश्य प्रकाश से, यह अवरक्त हो जाता है। हल्की उम्र के साथ, यह लाल हो जाता है। छोटे, पास के तारों से प्रकाश मुख्य रूप से दिखाई देता है और पराबैंगनी होता है। हालाँकि, अंतरिक्ष के विशाल हिस्सों को पार करके, वे पृथ्वी पर पहुँचने से पहले अवरक्त विकिरण में परिवर्तित हो जाते हैं। JWST, इस प्रकार, प्राचीन, मौलिक ग्रहों, सितारों और आकाशगंगाओं का पता लगाने के लिए, इन्फ्रारेड में ब्रह्मांड का अवलोकन करता है।

JWST द्वारा पुष्टि किए गए नए एक्सोप्लैनेट के बारे में हम क्या जानते हैं?

एलएचएस 475 बी एक चट्टानी ग्रह है, जो लगभग 41 प्रकाश वर्ष दूर है, नक्षत्र ऑक्टेन में है। नासा के पहले अंतरिक्ष सर्वेक्षण – ट्रांजिटिंग एक्सोप्लैनेट सर्वे सैटेलाइट (TESS) के नतीजे – एक नए एक्सोप्लैनेट के अस्तित्व की ओर इशारा करते हैं। वेब के नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोग्राफ (NIRSpec) ने ग्रह को आसानी से और स्पष्ट रूप से केवल दो पारगमन अवलोकनों के साथ कैप्चर किया।

जबकि JWST डेटा बताता है कि यह पृथ्वी के आकार का एक स्थलीय ग्रह है, यह अभी तक ज्ञात नहीं है कि इसका वातावरण है या नहीं। हालाँकि, टेलीस्कोप की संवेदनशीलता के कारण, शोधकर्ता जानते हैं कि किस प्रकार के वातावरण से इंकार किया जा सकता है। लस्टिग-यागर ने कहा, “शनि के चंद्रमा टाइटन की तरह इसमें मीथेन-वर्चस्व वाला वातावरण नहीं हो सकता है।”

उन्होंने शुद्ध कार्बन डाइऑक्साइड वातावरण की संभावना की ओर भी इशारा किया। JWST ने दिखाया कि नया एक्सोप्लैनेट पृथ्वी से कुछ सौ डिग्री अधिक गर्म है। यदि इस गर्मी में भविष्य की टिप्पणियों में बादलों का पता चलता है, तो शोधकर्ताओं का मानना ​​है, यह दिखा सकता है कि यह ग्रह शुक्र की तरह है, जिसमें कार्बन डाइऑक्साइड का वातावरण है और हमेशा घने बादलों में रहता है।

इस वेब खोज के साथ, श्री लस्टिग-येगर ने कहा, उन्होंने एक्सोप्लैनेट्स के वातावरण की तरह “मुश्किल से सतह को खरोंचना शुरू किया है”।

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