अगली पीढ़ी के टेलीस्कोप हमें एक्सोप्लैनेट की खोज में कैसे मदद करेंगे

हाल के वर्षों में, हमने अपने सौर मंडल के बाहर ग्रहों की एक आश्चर्यजनक श्रृंखला की खोज की है। उनके अलावा जो हैं संभावित रूप से रहने योग्य, हमें एक्सोप्लैनेट भी मिले हैं जो हैं सितारों से भी ज्यादा गर्म, पास होना लोहे की बारिश और पीला आसमान, और वह है सूती कैंडी का घनत्व. लेकिन हमने अभी भी वहां मौजूद चीजों की सतह को मुश्किल से ही खंगाला है।

ग्रह-शिकार मिशन की अगली पीढ़ी और भी आगे बढ़ेगी, एक्सोप्लैनेट की पहचान करेगी और हजारों प्रकाश वर्ष दूर से भी उनकी रहने की क्षमता का निर्धारण करेगी। इस बारे में अधिक जानने के लिए कि आप हमारी आकाशगंगा के भूसे के ढेर में किसी ग्रह की सुई का शिकार कैसे करते हैं, हमने अत्याधुनिक एक्सोप्लैनेट परियोजनाओं पर काम कर रहे तीन विशेषज्ञों से बात की।

एक्सोप्लैनेट का विस्फोट

पहला एक्सोप्लैनेट 1992 में खोजा गया था, और तीन दशकों से भी कम समय में हमारे सौर मंडल के बाहर ज्ञात ग्रहों की संख्या में विस्फोट हुआ है। नासा अनुमान ज्ञात एक्सोप्लैनेट की संख्या हर 27 महीने में लगभग दोगुनी हो जाती है।

एक्सोप्लैनेट की खोज जमीन-आधारित दूरबीनों का उपयोग करके शुरू हुई, जैसे कि 1995 में एक्सोप्लैनेट 51 पेग बी की प्रसिद्ध खोज, जिसके लिए दो स्विस खगोलविदों को नोबेल पुरस्कार मिला। लेकिन नासा जैसे अंतरिक्ष-आधारित ग्रह-शिकार दूरबीनों के आगमन के साथ एक्सोप्लैनेट शिकार वास्तव में उच्च गति पर पहुंच गया। केपलर और टेस मिशन.

अब, नासा और ईएसए (यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी) के नए मिशन पहले से कहीं अधिक विस्तार से दूर के एक्सोप्लैनेट की पहचान और जांच कर रहे हैं।

हमारी आकाशगंगा में एक्सोप्लैनेट ढूँढना

प्लेटो ईएसए की अगली पीढ़ी का ग्रह-शिकार अंतरिक्ष दूरबीन है, और इसे वर्तमान में 2026 के प्रक्षेपण के उद्देश्य से बनाया जा रहा है। मिशन चमकीले तारों पर ध्यान केंद्रित करेगा जो आकाशगंगा में हमारे अपेक्षाकृत करीब हैं, आमतौर पर 300 से 1,000 प्रकाश वर्ष दूर के क्षेत्र में, प्रत्येक क्षेत्र को कम से कम देखें दो साल।

मिशन पारगमन विधि का उपयोग करके रहने योग्य दुनिया की खोज करेगा, जिसमें शोधकर्ता दूर के तारे की चमक को मापते हैं। यदि तारे की चमक नियमित अंतराल पर कम हो जाती है, तो इसका मतलब है कि कोई ग्रह बीच से गुजर रहा है हम और तारा, तारे द्वारा छोड़े गए कुछ प्रकाश को अवरुद्ध कर देते हैं और अंदर गिरावट का कारण बनते हैं चमक. इस गिरावट को सटीकता से मापने से PLATO जैसे उपकरण ग्रह के आकार की बहुत सटीक गणना कर सकते हैं।

दो साल की अवलोकन अवधि वैज्ञानिकों को लंबी अवधि के ग्रहों की खोज करने की अनुमति देती है। तो जबकि केपलर जैसा मिशन लंबे समय तक आकाश के एक छोटे से क्षेत्र को देखता है, और TESS देखता है थोड़े समय के लिए आकाश के लिए बड़े क्षेत्र, प्लेटो एक बड़े क्षेत्र और लंबे समय तक दोनों को देखेगा समय।

PLATO के परियोजना वैज्ञानिक एना हेरास ने एक साक्षात्कार में डिजिटल ट्रेंड्स को बताया, हमें अपने जैसे ग्रहों का पता लगाने के लिए पिछले मिशनों की तुलना में लंबी अवलोकन अवधि वाले उपकरणों की आवश्यकता होगी। “हम पृथ्वी जैसे ग्रहों का पता लगाना चाहते हैं, और इसका मतलब यह है कि यदि आप पृथ्वी के समान ग्रह देखना चाहते हैं रहने योग्य क्षेत्र, इसकी कक्षीय अवधि एक वर्ष होगी, ”उसने कहा। "इसलिए हमें कम से कम दो वर्षों तक निरीक्षण करना होगा, क्योंकि हम कम से कम दो पारगमन देखना चाहते हैं।"

वर्तमान मॉडल सुझाव देते हैं कि किसी दिए गए तारे के दो पारगमनों का अवलोकन करने से कुछ हद तक पहचानने के लिए पर्याप्त डेटा मिलना चाहिए एक एक्सोप्लैनेट को चिह्नित करें, लेकिन ऐसी संभावना है कि PLATO तीन या चार वर्षों तक उसी क्षेत्र का निरीक्षण कर सकता है यदि ज़रूरी।

इन पृथ्वी जैसे ग्रहों के अलावा, प्लेटो ठंडे लाल बौने सितारों पर भी नज़र डालेगा, जो संभावित रूप से हो सकते हैं रहने योग्य एक्सोप्लैनेट उनकी परिक्रमा कर रहे हैं. दूरबीन का अत्यधिक सटीक फोटोमीटर देखे जा रहे तारों के दोलनों के बारे में जानकारी भी माप सकता है, जो वैज्ञानिकों को उनकी आंतरिक संरचना और उम्र के बारे में बता सकता है। हेरास ने कहा, "यह हमें तारकीय विकास की समझ और तारकीय भौतिकी के बारे में सामान्य ज्ञान को शानदार तरीके से आगे बढ़ाने की अनुमति देगा।"

PLATO की सबसे रोमांचक संभावनाओं में से एक यह है कि यह इतना सटीक है कि यह एक्सोप्लैनेट के चारों ओर परिक्रमा करने वाले चंद्रमाओं का भी पता लगाने में सक्षम हो सकता है, जिन्हें एक्सोमून कहा जाता है। इसका कारण यह है कि चंद्रमा हमारे सौर मंडल के बाहर मौजूद हैं, लेकिन वर्तमान तरीकों ने अभी तक किसी का पता लगाने की निश्चित रूप से पुष्टि नहीं की है।

यह संभावना कि प्लेटो ऐसा चंद्रमा खोज सकता है, विभिन्न प्रकार के रहने योग्य वातावरण की खोज की संभावना को खोलता है - न केवल पृथ्वी जैसे ग्रह, बल्कि उसके जैसे चंद्रमा भी शनि का चंद्रमा एन्सेलाडस जो हमारे सौर मंडल में सबसे आशाजनक संभावित रहने योग्य गैर-पृथ्वी स्थानों में से एक है।

हमारी आकाशगंगा में कितने ग्रह हैं?

हमने अब तक लगभग 4,200 एक्सोप्लैनेट की खोज की है, व्यावहारिक रूप से हर महीने अधिक की घोषणा की जाती है। लेकिन हमारी आकाशगंगा में वास्तव में कितने ग्रह हैं, इसके बारे में एक खुला प्रश्न बना हुआ है। पारगमन विधि जैसी विधियों का उपयोग करने से केवल विशेष विन्यास में ग्रहों का पता चलता है - विशेष रूप से वे जो करीब हैं अपने तारों की परिक्रमा करते हैं - इसलिए हमें इस बात का बेहतर अंदाज़ा लगाने के लिए आकाशगंगा के समग्र दृश्य की आवश्यकता है कि इसमें कितने ग्रह हैं कुल।

यही नासा का आने वाला है नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप, या बस रोमन, का लक्ष्य खोजना है। टेलीस्कोप वर्तमान में बनाया जा रहा है और, एक बार जब इसे 2025 के अंत या 2026 की शुरुआत में लॉन्च किया जाएगा, तो यह रोमन गैलेक्टिक एक्सोप्लैनेट सर्वे (आरजीईएस) नामक रात के आकाश का सर्वेक्षण शुरू कर देगा।

इस सर्वेक्षण का उद्देश्य एक्सोप्लैनेट की खोज या जांच करना नहीं है, बल्कि यह हासिल करना है हमारी आकाशगंगा में कितने तारे ग्रहीय प्रणालियों की मेजबानी करते हैं, और ये प्रणालियाँ कैसी हैं, इसका बड़ा चित्र दृश्य वितरित।

प्रकाश मोड़कर ग्रहों का पता लगाना

अपने आकाश सर्वेक्षण को करने के लिए, रोमन माइक्रोलेंसिंग नामक एक तकनीक का उपयोग करेगा, जो एक्सोप्लैनेट को चुन सकता है लेकिन ज्यादातर वैज्ञानिकों को उन सितारों के बारे में बताता है जिनके चारों ओर ग्रह परिक्रमा करते हैं।

आरजीईएस के प्रमुख अन्वेषक स्कॉट गौडी ने एक साक्षात्कार में डिजिटल ट्रेंड्स को बताया, "माइक्रोलेंसिंग कई मायनों में अद्वितीय है।" यह गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग नामक प्रक्रिया पर आधारित है, जिसका उपयोग तारों का पता लगाने के लिए किया जाता है। "जिस तरह से यह काम करता है वह यह है कि यदि आप किसी तारे को काफी देर तक (लगभग 500,000 वर्ष) तक घूरते रहते हैं तो संयोगवश एक और अग्रभूमि तारा दिखाई देने लगता है। वह पृष्ठभूमि तारा आपकी दृष्टि रेखा के इतना करीब तैरता है कि उस पृष्ठभूमि तारे से प्रकाश दो छवियों में विभाजित हो जाता है," वह व्याख्या की।

"जैसे ही अग्रभूमि तारा इसके सामने आता है, पृष्ठभूमि स्रोत तारा चमक उठता है, क्योंकि अग्रभूमि तारे का गुरुत्वाकर्षण प्रकाश किरणों को मोड़ देता है जो दूर जा रही होतीं दृष्टि की रेखा से।" इसका मतलब यह है कि यदि वैज्ञानिक पृष्ठभूमि वाले तारे को पहले चमकीला और फिर धुंधला होते हुए देखते हैं, तो वे अनुमान लगा सकते हैं कि उसके और उसके बीच से एक और तारा गुजर चुका है। हम।

एक्सोप्लैनेट का पता लगाने के लिए इस तकनीक को और अधिक परिष्कृत किया जा सकता है। गौडी ने कहा, "यदि उस अग्रभूमि तारे के पास एक ग्रह होता है, तो उस ग्रह का द्रव्यमान होता है, जिसका अर्थ है कि वह गुरुत्वाकर्षण के साथ-साथ उस तारे को भी लेंस कर सकता है।" "इसलिए यदि अग्रभूमि मेजबान तारे द्वारा बनाई गई उस पृष्ठभूमि तारे की उन दो छवियों में से एक ग्रह के करीब से गुजरती है, तो यह एक संक्षिप्त कारण होगा अतिरिक्त चमक या मंदता, जो पृथ्वी-द्रव्यमान वाले ग्रह के मामले में कुछ घंटों से लेकर बृहस्पति-द्रव्यमान वाले ग्रह के मामले में कुछ दिनों तक रहती है। ग्रह।"

समस्या यह है कि ये घटनाएँ, जिनमें ग्रह और तारे एक ही पंक्ति में आते हैं, दुर्लभ और अप्रत्याशित हैं। इसलिए उन्हें पकड़ने के लिए, खगोलविदों को बड़ी संख्या में सितारों पर नज़र रखने की ज़रूरत है। गौडी ने कहा, "आपको प्रति 500,000 वर्षों में प्रति तारा एक लेंसिंग घटना मिलती है, इसलिए प्रतीक्षा करने में लंबा समय लगता है।" "तो इसके बजाय हम गैलेक्टिक उभार [हमारी आकाशगंगा के बीच में सितारों का एक सघन क्षेत्र] में लगभग 100 मिलियन सितारों की निगरानी करते हैं और किसी भी समय, कई हजारों को लेंस किया जा रहा है।"

रोमन इस प्रकार की जांच के लिए विशेष रूप से उपयुक्त होगा क्योंकि इसमें देखने का क्षेत्र बहुत बड़ा है, जो इसे गैलेक्टिक उभार के एक बड़े हिस्से का निरीक्षण करने की अनुमति देता है। यह 15 मिनट के टाइमस्केल पर इन लाखों सितारों की निगरानी भी कर सकता है, जिससे शोधकर्ताओं को इन लेंसिंग घटनाओं को घटित होने पर पकड़ने की अनुमति मिलती है।

पूरक मिशन

हमारी आकाशगंगा में कितने एक्सोप्लैनेट मौजूद हो सकते हैं, इस पर अब तक का प्राथमिक डेटा अब सेवानिवृत्त केपलर स्पेस टेलीस्कोप से आता है, जिसने 2009 और 2018 के बीच आकाश का सर्वेक्षण किया, पारगमन का उपयोग करके एक्सोप्लैनेट की खोज के लिए लगभग 150,000 सितारों की चमक को मापा। तरीका।

इस मिशन ने आज एक्सोप्लैनेट अनुसंधान के लिए आधार तैयार किया। हालाँकि, केप्लर द्वारा उपयोग की गई विधि के कारण, अभी भी कई एक्सोप्लैनेट हैं जो वह चूक गए होंगे। रोमन परियोजना का लक्ष्य एक अलग पद्धति का उपयोग करके इस कार्य का विस्तार और पूरक करना है।

गौडी ने बताया, "आरजीईएस सर्वेक्षण महत्वपूर्ण है क्योंकि यह केप्लर का पूरक होगा।" "माइक्रोलेंसिंग विधि उन ग्रहों के प्रति आंतरिक रूप से संवेदनशील है जो दूर हैं, इसलिए जिन ग्रहों की कक्षाएँ लगभग उससे अधिक हैं धरती।" उदाहरण के लिए, यदि इस पद्धति का उपयोग दूर के एलियंस द्वारा हमारे सौर मंडल का निरीक्षण करने के लिए किया जाता, तो यह अन्य ग्रहों को छोड़कर सभी ग्रहों का पता लगाने में सक्षम होता। बुध।

“जबकि केप्लर पृथ्वी-द्रव्यमान ग्रहों के प्रति केवल बमुश्किल ही संवेदनशील था। इसलिए हमें वास्तव में आकाशगंगा में एक्सोप्लैनेट की इस सांख्यिकीय जनगणना को करने के लिए आरजीईएस सर्वेक्षण करने की आवश्यकता है," गौडी ने कहा।

माइक्रोलेंसिंग भी देखे जाने वाले सितारों से आने वाली चमकदार रोशनी पर निर्भर नहीं है, इसलिए यह वैज्ञानिकों को उन प्रणालियों का निरीक्षण करने की अनुमति देता है जो हमारे करीब हैं और आकाशगंगा के केंद्र जितनी दूर हैं। रोमन शोधकर्ताओं को हमारी आकाशगंगा, गौडी में ग्रह प्रणालियों को कैसे वितरित किया जाता है, इसकी सांख्यिकीय समझ हासिल करने की अनुमति देगा कहा: "तो हम वास्तव में एक्सोप्लैनेटरी सिस्टम के गैलेक्टिक वितरण को निर्धारित कर सकते हैं, जो मूल रूप से किसी अन्य के साथ असंभव है तकनीक।"

पारगमन का उपयोग करके एक्सोप्लैनेट की विशेषताएँ

प्लेटो और रोमन दूरबीन नए एक्सोप्लैनेट की खोज करने और हमारी आकाशगंगा में कुल कितने एक्सोप्लैनेट मौजूद हैं, इसका अनुमान लगाने के लिए अमूल्य होंगे। लेकिन एक बार जब हम जान जाते हैं कि कितने ग्रह हैं और वे कहाँ स्थित हैं, तो हमें इन ग्रहों के बारे में और अधिक जानने के लिए नए उपकरणों की आवश्यकता है - उनके द्रव्यमान, आकार और आयु जैसी विशेषताओं की जांच करना। यह जानकारी हमें यह देखने में मदद कर सकती है कि वहां किस प्रकार के ग्रह हैं, चाहे वे बृहस्पति या शनि जैसे गैस दिग्गज हों या पृथ्वी और मंगल जैसी चट्टानी दुनिया हों।

ईएसए हाल ही में लॉन्च हुआ एक नया अंतरिक्ष-आधारित टेलीस्कोप जिसे CHEOPS (CHAracterising ExOPlanets सैटेलाइट) कहा जाता है, जो कक्षा से एक्सोप्लैनेट की जांच कर रहा है। CHEOPS परियोजना को संभवतः अपने कार्यकाल के दौरान कुछ नए एक्सोप्लैनेट मिलेंगे, लेकिन इसका मुख्य लक्ष्य पारगमन विधि का उपयोग करके अन्य सर्वेक्षणों द्वारा पाए गए एक्सोप्लैनेट की अधिक विस्तार से जांच करना है।

CHEOPS के परियोजना वैज्ञानिक केट इसाक ने एक साक्षात्कार में डिजिटल ट्रेंड्स को बताया, "वास्तव में, हम एक अनुवर्ती मिशन हैं।" "हम अन्य चीज़ों के अलावा, ज्ञात एक्सोप्लैनेट के आकार का पता लगाने के लिए अनुसरण कर रहे हैं।"

इसका मतलब यह है कि इस परियोजना के वैज्ञानिकों को अपने अवलोकनों में लाभ है, क्योंकि उनके पास पहले से ही जानकारी है कि पारगमन कब होगा। वे उपकरण को लक्ष्य ग्रह की ओर बिल्कुल सही समय पर इंगित कर सकते हैं जब वह पारगमन कर रहा हो ताकि उसके बारे में जानकारी प्राप्त कर सकें।

CHEOPS को कुछ महीने पहले ही लॉन्च किया गया था लेकिन इसके बारे में नई जानकारी पहले ही मिल चुकी है ग्रह केल्ट-11 बीशोधकर्ताओं के एक बयान के अनुसार, यह पाया गया कि यह विचित्र ग्रह इतना कम घनत्व वाला है कि यह "एक बड़े स्विमिंग पूल में पानी पर तैर सकता है"।

पृथ्वी 2 की तलाश है

एक्सोप्लैनेट का पता लगाना और अध्ययन करना केवल अजीब दुनिया की खोज करना नहीं है केल्ट-9 बी या एयू माइक बी यद्यपि। यह सबसे बड़े प्रश्नों के बारे में भी है: पृथ्वी के बाहर जीवन मौजूद है या नहीं। अब खगोलविदों द्वारा किया जा रहा काम न केवल इस सवाल की जांच करना शुरू कर रहा है कि ग्रह कहाँ हैं, बल्कि यह भी कि क्या वे रहने योग्य हो सकते हैं। अंततः, वे यह निर्धारित करने में मदद कर सकते हैं कि क्या ये दूर के ग्रह वास्तव में जीवन की मेजबानी करते हैं।

इसाक ने कहा, "एक्सोप्लैनेट विज्ञान के पवित्र ग्रेलों में से एक जीवन की तलाश है।" “लोग जिन चीजों की तलाश कर रहे हैं उनमें से एक पृथ्वी जैसा ग्रह है। एक पृथ्वी 2, आप कह सकते हैं।" इसमें किसी तारे के रहने योग्य क्षेत्र के भीतर एक चट्टानी ग्रह की तलाश करना शामिल है - तारे से वह दूरी जिस पर ग्रह की सतह पर तरल पानी मौजूद हो सकता है। आगामी जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप जैसे भविष्य के मिशन यह भी जांच करने में सक्षम होंगे कि दूर के एक्सोप्लैनेट में वातावरण है या नहीं।

हेरास, प्लेटो परियोजना वैज्ञानिक, आवास की खोज के महत्व से सहमत थे। उन्होंने कहा, "संभवतः रहने योग्य एक्सोप्लैनेट का अध्ययन वास्तव में न केवल ग्रह कैसे विकसित होते हैं, बल्कि यह भी समझने के लिए अगला कदम है कि जीवन कैसे दिखाई दिया।" "आखिरकार हमने एक्सोप्लैनेट के बारे में जान लिया है, अगला कदम जीवन के विकास और जीवन की शुरुआत कैसे हुई, इसके बारे में और अधिक सीखना होगा।"

यह भी एक बड़ा खुला प्रश्न है कि क्या हमारे जैसे अन्य सौर मंडल भी मौजूद हैं। हेरास ने कहा, "हम यह भी जानना चाहेंगे कि हमारा ग्रह कितना अनोखा है।" उन्होंने बताया कि खोजे गए हजारों एक्सोप्लैनेट के बावजूद, इनमें से बहुत कम अपने सितारों के रहने योग्य क्षेत्र में हैं। "तो हम वास्तव में अभी तक नहीं जानते हैं, हमारे ज्ञान के साथ, हमारा सौर मंडल कितना अद्वितीय है और पृथ्वी कितनी अद्वितीय है।"

अंतिम प्रश्न

एक्सोप्लैनेट खोज और जीवन की खोज के बीच यह लिंक इन परियोजनाओं पर काम करने वाले वैज्ञानिकों और दूर की दुनिया के बारे में जानने के लिए जनता की भूख दोनों को प्रेरित करता है। विचित्र एक्सोप्लैनेट के बारे में सुनना और इन अजीब स्थानों में रहना कैसा होगा इसकी कल्पना करना असंभव है।

इसाक ने कहा, "एक्सोप्लैनेट आकर्षक हैं, अगर कुछ और नहीं, क्योंकि उन्हें समझना आसान है।" “हम एक ग्रह पर रहते हैं। यह प्रश्न कि क्या हम अकेले हैं, एक गहरा प्रश्न है - दार्शनिक रूप से, शारीरिक रूप से, मनोवैज्ञानिक रूप से - यह एक आकर्षक प्रश्न है और जिसे हम आसानी से समझ सकते हैं। एक्सोप्लैनेट की खोज और अध्ययन इस सवाल की दिशा में कदम हैं कि क्या हम अकेले हैं... CHEOPS के साथ, हमें जीवन नहीं मिलेगा। हम यह कहकर मिशन समाप्त नहीं करेंगे कि हमने प्लैनेट एक्स पर छोटे हरे आदमी खोजे हैं। लेकिन हम जो करेंगे वह उस प्रक्रिया में योगदान देंगे जिसके द्वारा आप दीर्घावधि में ऐसा कर सकेंगे।"

भले ही जीवन की खोज से कुछ हासिल न हो, फिर भी यह एक गहन खोज होगी। और यह खोज ही ब्रह्मांड में हमारे स्थान की वैज्ञानिक जांच और गहन चिंतन को प्रेरित कर सकती है।

गौड़ी ने कहा, "मुझे लगता है कि हम सभी अर्थ की तलाश कर रहे हैं।" "अगर हम किसी तरह इस बात का अंदाज़ा लगा सकें कि पृथ्वी पर जीवन से स्वतंत्र रूप से किसी अन्य ग्रह पर जीवन, यहाँ तक कि साधारण जीवन भी उत्पन्न हुआ है या नहीं - या यदि नहीं और हम लौकिक रूप से अकेले हैं - इनमें से किसी एक का स्वयं के बारे में हमारे दृष्टिकोण और दुनिया में हमारे स्थान पर बहुत गहरा प्रभाव पड़ेगा। ब्रह्मांड। यही वह अर्थ है जो मुझे व्यक्तिगत रूप से आदत और संभावित जीवन की खोज का अध्ययन करने के लिए प्रेरित करता है।