आबाद ग्रहों को खोजना इतना जटिल क्यों है

एक हजार से अधिक एक्सोप्लेनेट्स पहले ही खोजे जा चुके हैं, जिनमें से केवल 31 ही जीवित पाए गए हैं:



लेकिन आपको इस राशि के साथ खुद को चापलूसी नहीं करनी चाहिए - यह अच्छी तरह से पता चल सकता है कि हालांकि ये ग्रह "रहने योग्य क्षेत्र" में हैं, उनके बारे में वास्तविक स्थिति, जैसे कि हमारे शुक्र पर, बहुत हो सकती हैं। अनुमानों से अलग होने के लिए, और उन पर हमारी तरह जीवन को छोड़ दें। इसका कारण "रहने योग्य क्षेत्र" में स्थित ग्रहों के प्रत्यक्ष अवलोकन की असंभवता है, जिसका अर्थ है सबसे महत्वपूर्ण मापदंडों पर विश्वसनीय डेटा की कमी - ग्रह के अल्बेडो, और इसके वातावरण की संरचना। और इन मापदंडों के बिना, एक्सोप्लैनेट की सतह पर तापमान का अनुमान बहुत मोटा है।

लेकिन आइए सवाल से शुरू करते हैं, सतह का तापमान इतना महत्वपूर्ण क्यों है? सांसारिक के समान जीवन की उत्पत्ति और अस्तित्व के लिए, तरल पानी की उपस्थिति की आवश्यकता होती है। इसलिए, जिन ग्रहों पर जीवन मौजूद हो सकता है, उन्हें तथाकथित "रहने योग्य क्षेत्र" में शामिल किया जाना चाहिए, या किसी अन्य तरीके से, "गोल्डीलॉक्स ज़ोन" कक्षाओं की एक श्रृंखला है जिसमें ग्रह की सतह पर तापमान 0-100 डिग्री सेल्सियस की सीमा में उतार-चढ़ाव होना चाहिए। यह स्पष्ट है कि छोटे तारों के लिए यह क्षेत्र तारे के करीब है, और बड़े सितारों के लिए यह आगे है:


सूर्य (पीले बौने) और ग्लिसे 581 (लाल बौना) के बसे हुए क्षेत्रों की तुलना

स्वाभाविक रूप से, जीवन अन्य वर्गों के सितारों से उत्पन्न हो सकता है, लेकिन उनके पास एक गहरी किस्मत नहीं होगी - स्टार वर्ग ए के लिए, एक स्टार की जीवन प्रत्याशा 500 मिलियन वर्ष से कम होगी, और जटिल रूपों में जीवन के किसी भी विकास और विकास के बारे में बात करने की कोई आवश्यकता नहीं है।

एम स्टार्स का सबसे छोटा वर्ग (भूरा बौना), हालांकि इसमें दसियों अरबों साल का जीवनकाल है, इसे गरीब उम्मीदवार माना जाता है क्योंकि ग्रह को पर्याप्त ऊर्जा प्राप्त करने के लिए स्टार के बहुत करीब होना चाहिए। इससे ज्वारीय बल पैदा हो सकते हैं, जिससे ग्रह हर समय घूमता रहता है, एक तरफ तारे में बदल जाता है (जैसे हमारा चंद्रमा पृथ्वी की ओर एक ओर हो जाता है), इसका अर्थ है एक तरफ अनन्त दिन, और दूसरी तरफ अनन्त रात। इसके अलावा, इस तरह के ग्रह को जीवन की रक्षा करने के लिए बहुत ही घने वातावरण की आवश्यकता होगी ताकि इसकी सतह पर स्टार विकिरण से जीवन की रक्षा हो सके। इन दोनों स्थितियों के एक साथ अस्तित्व की संभावना बहुत कम मानी जाती है।


तारों के वर्ग - जीवन ग्रहों के लिए उपयुक्त मुख्य रूप से वर्ग K (लाल बौने) और G (हमारे सूर्य की तरह) के सितारों के लिए खोजे जाते हैं

और इसलिए, कहां और क्या देखना है, हमने तय किया, अब यह निर्धारित करना बाकी है - जो हमें चाहिए उसे खोजना कितना मुश्किल है। अल्बेडो पर सटीक डेटा के बिना, और ग्रह के वायुमंडल की संरचना पर (चाहे वह सभी में मौजूद है, क्या ग्रीनहाउस प्रभाव है - और ग्रह पर इसका क्या प्रभाव है), हम इसकी सतह पर तापमान का सही निर्धारण नहीं कर पाएंगे। इसलिए हमें अपने उपकरणों के साथ ग्रह को देखने की जरूरत है।

पहला एक्सोप्लैनेट 14 सितंबर, 2008 को मिथुन वेधशाला के ग्राउंड-आधारित 8-मीटर टेलीस्कोप द्वारा कब्जा कर लिया गया था - यह 1RXS J160929.1-210524 b है। यह हमारे विचार में एक ग्रह नहीं था - इसका द्रव्यमान बृहस्पति से 8 गुना (पृथ्वी - यहां तक ​​कि 2,500 गुना) से अधिक है, और सतह पर तापमान 1400 डिग्री सेल्सियस है। इस मामले में, ग्रहों में सभी वस्तुएं शामिल हैं जो अपने नाभिक के अंदर थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं का समर्थन करने में सक्षम नहीं हैं (यह बृहस्पति का कम से कम 12.5 द्रव्यमान है)।


स्टार 1RXS J160929.1-210524 और इसकी कक्षा में एक ग्रह। न्यूट्रॉन सितारों और बाइनरी या ट्रिपल स्टार सिस्टम के पास ग्रहों की पिछली सभी शानदार तस्वीरों के विपरीत, "कलाकार के दृष्टिकोण में एक एक्सोप्लैनेट की उपस्थिति" के रूप में हस्ताक्षरित, यह सादे दिखने वाली गवाही एक्सोप्लैनेट रिसर्च के क्षेत्र में एक बड़ा कदम है।

यह तारा हमसे 470 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित है और इसका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से थोड़ा कम है। एक तारे और ग्रह के बीच की दूरी लगभग 330 AU है। यह, ज़ाहिर है, इस दूरबीन के लिए माप की सीमा नहीं थी, ऐसे ग्रह को खोजना सबसे आसान था, जो इसके गठन के बाद अभी तक ठंडा नहीं हुआ था, और खुद बहुत प्रकाश उत्सर्जित कर रहा था।

अगला कदम पहले से ही 13 जनवरी 2010 को लिया गया था - वेरी लार्ज टेलीस्कोप का उपयोग करके, एक्सोप्लैनेट एचआर 8799 सी के विकिरण स्पेक्ट्रम को प्राप्त किया गया था। ग्रह 38 एयू पर है उनके सितारे से, और हमसे 130 प्रकाश वर्ष। सतह का तापमान लगभग 800 डिग्री सेल्सियस है। स्पेक्ट्रोमेट्री के परिणामों के अनुसार, वातावरण में मीथेन का पता लगाया गया था, और दो और पदार्थ: अमोनिया / एसिटिलीन और कार्बन डाइऑक्साइड / हाइड्रोसिनेनिक एसिड, परिणामों की व्याख्या के आधार पर।


गहरी नीली रेखा ग्रह HR 8799 c का उत्सर्जन स्पेक्ट्रम है, हल्का नीला क्षेत्र संभावित त्रुटियों की सीमा है (यह इस तथ्य के कारण है कि ग्रह के स्पेक्ट्रम को एक चमकते हुए तारे के स्पेक्ट्रम से "अलग" किया जाना है)

जैसा कि आप देख सकते हैं, ये ग्रह लगभग "गर्म" हैं ", और यह कोई दुर्घटना नहीं है। अनुकूली प्रकाशिकी और इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास ने ग्राउंड-आधारित दूरबीनों के साथ बड़ी सफलता हासिल करना संभव बना दिया - वायुमंडलीय गड़बड़ी का प्रभाव लगभग समाप्त हो गया, केवल छवि का एक छोटा "धुंधला" बना रहा।


कीक वेधशाला के कार्यशील दूरबीन की तस्वीर, काम अनुकूली प्रकाशिकी प्रणाली की लेजर किरण स्पष्ट रूप से दिखाई देती है, फोटो में धुंधले सितारे फोटो के लंबे संपर्क का परिणाम हैं, जो लेजर बीम को पकड़ने के लिए आवश्यक था।

लेकिन इस साल 25 साल के हो चुके 2.4 मीटर पुराने हबल अब 10.5 मीटर तक पहुंचने वाले जमीनी दिग्गजों का मुकाबला नहीं कर सकते। और जैसा कि आप जानते हैं, हमारा वातावरण व्यावहारिक रूप से अवरक्त किरणों को प्रसारित नहीं करता है, और यहां तक ​​कि हवाई में केका वेधशाला (4145 मीटर) के रूप में इतनी अधिक ऊंचाई वाली वेधशाला में, यह आपको अधिकतम दृश्यमान प्रकाश और निकट अवरक्त का उपयोग करने की अनुमति देता है। इसलिए वे लगभग 300 K (जैसे हमारे) के तापमान वाले ग्रहों की प्रत्यक्ष तस्वीरें प्राप्त करने में सक्षम नहीं हैं - उनका अधिकांश विकिरण सुदूर अवरक्त क्षेत्र पर पड़ता है, और दिखाई देने वाला हिस्सा कुछ टुकड़ों में है।

भविष्य के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप में हबल की तुलना में 2.7 गुना बड़ा दर्पण होगा, जिसका अर्थ है कि जिस क्षेत्र में यह एक्सोप्लैनेट देख सकता है, उसी राशि से विस्तार होगा। वह ग्राउंड-आधारित दूरबीनों के समान कमजोर वस्तुओं को देखने में सक्षम होगा, और सबसे महत्वपूर्ण बात - अवरक्त में उत्सर्जन करने वाले ग्रहों को "देखना"। यह जीवन के लिए उपयुक्त एक्सोप्लैनेट की खोज में एक बड़ा कदम देगा। ऐसे ग्रहों के उत्सर्जन स्पेक्ट्रम प्राप्त करने की संभावना हमें तापमान के "अनुमान" से उनके सटीक माप में स्थानांतरित होने का अवसर देगी। और यह मुख्य कारक है जिसके द्वारा उपयुक्त ग्रहों की खोज की जाती है।


उनके कमीशनिंग की तारीखों के साथ सबसे बड़ी मौजूदा और डिज़ाइन की गई दूरबीन। पहली बार एक एक्सोप्लैनेट (जेमिनी नॉर्थ और साउथ) की तस्वीर वाली टेलीस्कोप एक दूसरे के ऊपर (नीले और हरे रंग) में स्थित हैं। दूरबीन जिसने पहले वर्णक्रमीय विश्लेषण (वेरी लार्ज टेलीस्कोप) बनाया था, नीचे हैं। भविष्य की दूरबीनें: नीचे से ऊपर तक जेम्स वेब स्पेसक्राफ्ट, नीचे से ऊपर की ओर जमीन पर आधारित दूरबीनें: विशालकाय मैगलन दूरबीन, यूरोपीय अत्यंत विशाल दूरबीन, तीस मीटर दूरबीन। और पैमाने के लिए व्यक्ति नीचे सही है।

phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog जीवन के लिए उपयुक्त एक्सोप्लैनेट की कैटलॉग
www.gemini.edu/sunstarplanet एक एक्सोप्लैनेट की पहली तस्वीर
एक्सोप्लैनेट एचआर 8799 सी के स्थानिक रूप से हल किए गए स्पेक्ट्रोस्कोपी। एम। जानसन, सी। बर्गफ़ोर्स, एम। गोटो, डब्ल्यू। ब्रैंडनर, डी। लाफ़्रेनियर एक्सोप्लैनेट के पहले वर्णक्रमीय विश्लेषण पर अनुच्छेद

Source: https://habr.com/ru/post/hi384847/