ईथन से पूछें: केपलर टेलीस्कोप ने कितने ग्रहों को देखा?

केपलर टेलिस्कोप छवि

हमारी आकाशगंगा में कितने ग्रह हैं? 30 साल पहले, इस तरह के प्रश्न का उत्तर शुद्ध अनुमान के दायरे में था, क्योंकि तब हमें सौर मंडल के बाहर एक भी ग्रह नहीं मिला था। यदि आप आज पलटते हैं, तो यह पता चलता है कि हम पहले से ही हजारों ऐसे ग्रह सीधे देख चुके हैं - और उनमें से ज्यादातर नासा केप्लर मिशन द्वारा खोजे गए हैं। लेकिन केप्लर की सभी सफलताओं और इन सभी नई खोजों के बावजूद, सबसे दिलचस्प ग्रह जो वह चूक गए थे। कितने हैं? हमारे पाठक रूडी सीगल (रिश्तेदार नहीं) जानना चाहते हैं:

चूंकि केप्लर एक्सोप्लेनेट्स का पता लगाने के लिए पारगमन विधि का उपयोग करता है, हम उनमें से कितने ग्रहण विमानों के बेमेल होने के कारण छोड़ते हैं?

उत्तर में दो भाग होते हैं: हम ऐसे ग्रहों में से 99% से चूक गए, लेकिन उनमें से अधिकांश को गायब करने का कारण किसी भी तरह से क्रांतिवृत्त के संरेखण से जुड़ा नहीं है।


केप्लर के खोजे गए ग्रह। ग्रह एक बड़े आकार और एक तारे के निकट निकटता की ओर बढ़ते हैं

केप्लर टेलिस्कोप ने तीन साल तक दैनिक आधार पर हमारी गैलेक्सी के एक छोटे से हिस्से को देखने के सिद्धांत पर काम किया, जब तक कि प्रारंभिक मिशन के लिए समय सीमा तय नहीं की गई। उन्होंने एक सर्पिल बांह के वर्गों में से एक को देखा, और संकीर्ण क्षेत्र के बावजूद, उन्होंने तुरंत 150,000 सितारों को देखा, उनकी चमक में छोटे आवधिक परिवर्तनों को ट्रैक किया। विशेष रूप से, अगर तारा थोड़े समय के लिए थोड़ा मूर्छित हो गया, और फिर अपनी मूल चमक पर लौट आया, जिसके कुछ समय बाद ऐसा चक्र दोहराया गया, इस घटना को ग्रह के उम्मीदवार के रूप में नोट किया गया।


बाईं ओर मुख्य पारगमन है, दाईं ओर कोओआई -64 एक्सोप्लैनेट की खोज है

इस विधि को एक्सोप्लैनेट की खोज के लिए पारगमन विधि के रूप में जाना जाता है। हमारे सापेक्ष सौर मंडल का अभिविन्यास कोई भी हो सकता है, लेकिन कभी-कभी हम एक को खोजते हैं जिसमें एक ग्रह एक तारे के चारों ओर घूम रहा है जो हमारे दृष्टिकोण से सीधी रेखा में है, इस रेखा को काटता है। लेकिन चमक में एक अस्थायी कमी अन्य घटनाओं का कारण बन सकती है:

• हमारे सौर मंडल के अंदर कुइपर बेल्ट से एक उड़ान क्षुद्रग्रह;
• इंटरस्टेलर स्पेस की गहराई में अनाथ ग्रह ;
• एक डबल स्टार सिस्टम जिसमें उनमें से एक दूसरे को कवर करता है;
• स्टार की स्वयं की चमक की आंतरिक परिवर्तनशीलता - उदाहरण के लिए, एक बड़ा ठंडा अंधेरे स्थान।

2006 में, बुध सूर्य से गुजरा, लेकिन सूर्य की डिस्क पर एक बड़े स्थान ने इसकी चमक को बहुत कम कर दिया।

लेकिन अगर एक ही परिमाण की चमक में यह विफलता फिर से दोहराई जाती है, और इससे भी अधिक कई बार, यह एक अन्य विधि का उपयोग करके बाद के अवलोकन के लिए एक उत्कृष्ट उम्मीदवार बन जाता है। केपलर द्वारा पहचाने गए ग्रह के लगभग आधे उम्मीदवार अब तक वास्तविक ग्रह बन चुके हैं - और उनमें से कई हजार पहले से ही हैं। केपलर के देखने के क्षेत्र के लिए, यह अध्ययन किए गए 150,000 सितारों के लिए इतना नहीं है। और पाठक का अंतर्ज्ञान सही था - क्रांतिवृत्त का संयोग वास्तव में इसे बहुत प्रभावित करता है।


केप्लर की दृष्टि के क्षेत्र में लगभग 150,000 सितारे थे, लेकिन केवल कुछ हज़ार दर्ज किए गए थे। सिद्धांत रूप में, इन सभी सितारों में ग्रह होने चाहिए।

सितारे काफी बड़े शरीर हो सकते हैं - यहां तक ​​कि उनमें से सबसे छोटा भी 100,000 किमी से अधिक व्यास का है, लेकिन उनके ग्रहों की दूरियां बड़ी हैं, प्रमुख अर्ध-अक्ष के साथ लाखों से लेकर अरबों किलोमीटर तक। हमारे सौर मंडल में, सूर्य के सबसे निकट का ग्रह बुध है, जो अक्सर सूर्य की डिस्क के माध्यम से यात्रा करता है। लेकिन यह केवल इसलिए है क्योंकि सौर मंडल के सभी ग्रह लगभग एक ही विमान में हैं! यदि हम सौर मंडल से बाहर थे, तो हम एक यादृच्छिक अभिविन्यास में होते हैं, जो कि अण्डाकार के विमान के संबंध में होता है, और केवल दिशाओं के एक छोटे से हिस्से के साथ हम बुध के मार्ग को देख सकते हैं।


विमानों के सफल संयोग के लिए डिग्री / श्रेणी के ग्रह / सीमा।
अंतरिक्ष में एक यादृच्छिक स्थान से, प्रत्येक ग्रह के सापेक्ष आकार और कक्षीय दूरी को देखते हुए, सूर्य के साथ तुलना में, आप मार्ग को देखने की संभावना की गणना कर सकते हैं। सूर्य से दूर, कम मौका। तालिका की गणना करते समय, समय और आयामों पर ध्यान नहीं दिया गया।

हम सौर मंडल से प्रत्येक ग्रह के लिए इस अंश की गणना कर सकते हैं, और पा सकते हैं कि हम स्टार के जितने करीब होंगे, हमारी संभावनाएं उतनी ही अधिक होंगी। यहां तक ​​कि बुध के पास पर्यवेक्षक के रूप में एक ही विमान में रहने का 1% से भी कम मौका है, और जब तक आप बृहस्पति की कक्षा में नहीं जाते हैं, तब तक 2000 में बाधाएं 1 हो जाएंगी। जाहिर है, केप्लर को अधिकांश ग्रहों की याद आती है, और मार्ग उन्मुखीकरण यहां एक बड़ी भूमिका निभाता है।

लेकिन अन्य कारक भी हैं, जिनका महत्व और भी अधिक हो सकता है।


केपलर को ग्रहों के मार्ग का निरीक्षण करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, लेकिन यहां तक ​​कि एक तारा के चारों ओर घूमने वाला एक बड़ा ग्रह अपने प्रकाश के केवल एक छोटे से अंश को अवरुद्ध कर सकता है, इसकी चमक को 1% से अधिक नहीं घटा सकता है। अपने मूल सितारे के सापेक्ष छोटा ग्रह, एक विश्वसनीय संकेत प्राप्त करने के लिए आपको जितने पास की आवश्यकता होगी।

आकार भी एक बड़ी भूमिका निभाता है - अपने मूल सितारे के संबंध में एक गुजर ग्रह का आकार। अगर एक्सोप्लेनेट पासिंग के दौरान पेरेंट स्टार की सतह का 1% कवर करता है, तो केप्लर आसानी से देख लेगा। यदि यह सतह के 0.1% को कवर करता है, तो उसे तुलनीय विश्वसनीयता के साथ सिग्नल संचित करने के लिए 10 बार कक्षा से गुजरना होगा। 100% ग्रह सूर्य के जैसे सितारों के बगल में दिखाई देने के लिए बुध का आकार बहुत छोटा है। ग्रहों के मंगल के आकार के लिए भी यही सच है। सबसे छोटे ग्रहों के चारों ओर की कक्षा में सबसे बड़े ग्रहों को देखने का सबसे आसान तरीका वही है जो केप्लर ने खोजा था।


केपलर द्वारा खोजे गए ग्रहों की संख्या, आकार के अनुसार, मई 2016 तक, जब वैज्ञानिकों ने ग्रहों की सबसे बड़ी सूची जारी की। अक्सर, सुपर-अर्थ या मिनी-नेप्च्यून जैसे ग्रह पाए जाते हैं, और ग्रहों का केवल एक छोटा सा अंश पृथ्वी से बड़ा है।

अंत में, समय का सवाल है। केपलर का मिशन तीन साल तक चला, इसलिए वह उन ग्रहों के कई मार्गों का पता लगा सकती थी, जो पूरी तरह से क्रांति कर देते थे। हमारे सौर मंडल के सभी गैस दिग्गज, उनके आकार के बावजूद, केप्लर के लिए अदृश्य रहेंगे! यदि हम यह सब एक साथ करते हैं, तो हम कई बुनियादी मानकों को देखेंगे जो कि ग्रह की खोज करने के लिए केप्लर के लिए अभिसरण करना होगा:

• हमारी दृष्टि से अपने तारे की डिस्क से होकर गुजरने के लिए ग्रहीय प्रणाली का उन्मुखीकरण पर्याप्त होना चाहिए।
• ग्रह को तारे के आकार के सापेक्ष काफी बड़ा होना चाहिए, जैसे कि किसी दिए गए पास के लिए यह बहुत अधिक प्रकाश को अवरुद्ध करता है।
• अवलोकन अवधि में कम से कम दो पास बनाने के लिए ग्रह को मूल सितारे के करीब होना चाहिए।

यद्यपि केप्लर ने स्थलीय ग्रह पाए, लेकिन अधिकांश खुले ग्रह पृथ्वी से बड़े थे और पृथ्वी की तुलना में उनके तारे के करीब स्थित थे - यह सिर्फ इतना है कि ऐसे ग्रह खोजने में आसान हैं।

पाया लोगों से ग्रहों की संख्या को एक्सट्रपलेशन करने और आकाशगंगा में तारों की संख्या के आधार पर कितने ग्रह होने चाहिए, इसकी गणना करने का एक बड़ा प्रलोभन है, लेकिन हमारे पास बस इसके लिए डेटा नहीं है। हमने ग्रहों के एक पूरे पहाड़ को मापा, और दूरी और कक्षीय अवधि के संबंधों के आधार पर, हम आत्मविश्वास से कह सकते हैं कि ग्रहों की संख्या का अनुपात सितारों की संख्या से कम से कम 1000 गुना अधिक है जितना हमने देखा। लेकिन हमारे पास गैलेक्सी की बाहरी सीमाओं के लिए पर्याप्त डेटा नहीं है। हमारे पास उपलब्ध तरीकों का उपयोग करते हुए, हमें यह समझने के लिए सैकड़ों वर्षों तक अनुसंधान करना होगा कि कौन सी तस्वीर विशिष्ट है। लेकिन एक और मौका है।


LUVOIR स्पेस टेलीस्कोप का वैचारिक आरेख, जो लैग्रेंज बिंदु L2 पर स्थित होगा, 15.1 मीटर के व्यास के साथ मुख्य दर्पण का विस्तार करेगा और यूनिवर्स की खोज करना शुरू कर देगा, जिससे हमें सामान्य रूप से खगोल विज्ञान और विज्ञान में ज्ञान के अकूत धन का हस्तांतरण होगा।

विशालकाय मैगेलैनिक टेलिस्कोप और यूरोपीय अत्यंत बड़े टेलीस्कोप जैसे 30-मीटर दूरबीन को संभवतः बाहरी दुनिया को सीधे उनके द्वारा परावर्तित प्रकाश के लिए धन्यवाद करने में सक्षम होना चाहिए, और 10-15 मीटर की दूरबीन की ड्रीम मशीन, LUVOIR, हमें ग्रहों के बारे में जानकारी के साथ उदारता से आपूर्ति कर सकती है जो वर्तमान में असंभव है। प्रौद्योगिकी। [ LUVOIR एक विशिष्ट उपकरण नहीं है, लेकिन नए स्तर के टेलीस्कोप के लिए आवश्यकताओं और अनुरोधों का एक सेट है। इस वर्ग का एक प्रतिनिधि, उदाहरण के लिए, ATLAST परियोजना है, लेकिन इसे 2035 / लगभग पहले लॉन्च नहीं किया जाएगा। ट्रांस। ]। और जब तक हमारे पास अंतरिक्ष में कुछ डेटा है, तब तक हम केवल निचली सीमाएं लगा सकते हैं और अनुमान लगा सकते हैं। अब यह माना जाता है कि हमारी आकाशगंगा में अरबों-खरबों ग्रह हैं - लेकिन हम जानना नहीं चाहते, बल्कि जानना चाहते हैं। मध्यम भाग्य से, बहुत बड़े निवेश और बहुत अधिक मेहनत से नहीं, हम इस प्रश्न का उत्तर कुछ ही दशकों में प्राप्त कर सकते हैं।

एथन सीगल - खगोल वैज्ञानिक, विज्ञान लोकप्रिय, एक बैंग्स के साथ शुरुआत के लेखक! उन्होंने "बियॉन्ड द गैलेक्सी" [ बियॉन्ड द गैलेक्सी ], और "ट्रैकनोलॉजी: स्टार ट्रेक का विज्ञान" [ ट्रेकोनोलॉजी ] किताबें लिखीं ।

यदि यूनिवर्स का विस्तार हो रहा है, तो हम विस्तार क्यों नहीं कर रहे हैं ; क्यों ब्रह्मांड की उम्र उसके मनाया भाग की त्रिज्या के साथ मेल नहीं खाती है