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TESS डेटा का उपयोग करके सर्कुबिनायरी एक्सोप्लैनेट की खगोलीय खोज

स्रोत:इंडियन एक्सप्रेस ↗

क्यों मायने रखता है

यह खोज एक्सोप्लैनेट्स का पता लगाने के लिए खगोल भौतिकी (astrophysics) में उन्नत तकनीकों (जैसे अप्साइडल प्रीसेशन) का परिचय देती है और TESS जैसी अंतरिक्ष वेधशालाओं के निरंतर महत्व को रेखांकित करती है। गोल्डीलॉक्स ज़ोन (Goldilocks Zone) और एक्सोप्लैनेट्स जैसी अवधारणाएं UPSC विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी के प्रश्नों में बार-बार आने वाले विषय हैं।

सारांश

खगोलविदों ने NASA के Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) के डेटा पर नवीन पहचान तकनीकों का उपयोग करते हुए 27 संभावित 'सर्कमबाइनरी' (circumbinary) ग्रहों — जो दो तारों की परिक्रमा करते हैं — की पहचान की है। मानक ट्रांजिट विधियों के बजाय "apsidal precession" और "eclipse timing variations" का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने 36 बाइनरी स्टार सिस्टम में विसंगतियां देखीं, जिनमें से 27 ग्रह-द्रव्यमान वाले पिंडों की उपस्थिति का संकेत देते हैं। इन खोजों की औपचारिक रूप से पुष्टि करने के लिए आगे स्पेक्ट्रल विश्लेषण की आवश्यकता है। यदि ये रहने योग्य (Goldilocks) ज़ोन में स्थित हैं, तो हमारे सौर मंडल की तुलना में चरम वातावरण होने के बावजूद, सैद्धांतिक रूप से ऐसे ग्रहों का तापमान मध्यम हो सकता है।

मुख्य बिंदु

  • खगोलविदों ने 27 संभावित सर्कमबाइनरी ग्रहों (circumbinary planets) की पहचान की है, जिसका अर्थ है कि ये एक के बजाय दो तारों की परिक्रमा करते हैं, जो काल्पनिक ग्रह टैटूइन (Tatooine) के समान हैं।
  • इन उम्मीदवारों का पता 2018 में लॉन्च किए गए नासा के Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) के डेटा का उपयोग करके लगाया गया था।
  • वैज्ञानिकों ने "apsidal precession" और "eclipse timing variations" जैसी तकनीकों का उपयोग किया, और ग्रहण करने वाले द्विआधारी तारों (eclipsing binary stars) के बीच गुरुत्वाकर्षण और समय संबंधी विसंगतियों (anomalies) की खोज की।
  • इन संभावित ग्रहों के आकार का अनुमान नेप्च्यून से लेकर बृहस्पति से दस गुना भारी तक लगाया गया है, और उनकी पुष्टि के लिए उनके प्रकाश स्पेक्ट्रा (light spectra) के और अधिक अध्ययन की आवश्यकता है।
  • इन खोजों ने बाइनरी स्टार सिस्टम के गोल्डीलॉक्स (Goldilocks) या रहने योग्य क्षेत्रों (habitable zones) के भीतर ऐसे ग्रहों की पहचान करने में रुचि जगाई है।

महत्वपूर्ण शब्द

TESS (ट्रांजिटिंग एक्सोप्लैनेट सर्वे सैटेलाइट)

NASA का स्पेस टेलीस्कोप जिसे 2018 में एक्सोप्लैनेट्स की खोज के लिए लॉन्च किया गया था, जो 200,000 से अधिक तारों की चमक की निगरानी करके परिक्रमा कर रहे ग्रहों के कारण होने वाले आवधिक धुंधलेपन (transits) का पता लगाता है।

UPSC context

GS पेपर 3: विज्ञान एवं तकनीक (अंतरिक्ष)। अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष मिशनों और ग्रहों की खोज की तकनीकों के प्रति जागरूकता के लिए महत्वपूर्ण।

Source
सर्कमबाइनरी ग्रह

एक प्रकार का एक्सोप्लैनेट जो एकल सूर्य के बजाय तारों की एक जोड़ी (बाइनरी सिस्टम) की परिक्रमा करता है, जिसे कभी दुर्लभ माना जाता था लेकिन अब यह ग्रहों के निर्माण की विविधता को समझने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

UPSC context

GS पेपर 3: विज्ञान एवं तकनीक। बहु-तारा प्रणालियों में उन्नत कक्षीय यांत्रिकी और रहने योग्य वातावरण मॉडल के लिए प्रासंगिक।

Source
अप्सिडल पुरःसरण (Apsidal Precession)

किसी दीर्घवृत्ताकार कक्षा के मुख्य अक्ष (line of apsides) का क्रमिक घूर्णन, जो अन्य ग्रहों के गुरुत्वाकर्षण विक्षोभ (gravitational perturbations) या सामान्य सापेक्षतावाद के प्रभावों के कारण होता है।

UPSC context

GS पेपर 3: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी। खगोलीय यांत्रिकी (celestial mechanics) में एक उन्नत अवधारणा जिसका उपयोग गैर-पारगमन ग्रहों (non-transiting planets) का पता लगाने के लिए एक वैकल्पिक संकेत के रूप में किया जाता है।

Source
गोल्डीलॉक्स ज़ोन

किसी तारे के चारों ओर का वह 'habitable zone' जहाँ स्थितियाँ किसी ग्रह की सतह पर तरल जल के अस्तित्व के लिए न तो बहुत गर्म होती हैं और न ही बहुत ठंडी, जो जीवन के लिए एक महत्वपूर्ण पैमाना है।

UPSC context

GS पेपर 3: विज्ञान एवं तकनीक। पृथ्वी जैसे ग्रहों की खोज के संबंध में प्रिलिम्स (जैसे, 2015) में अक्सर प्रश्न पूछे जाते हैं।

Source
बाइनरी स्टार सिस्टम

एक ऐसी प्रणाली जहाँ दो तारे गुरुत्वाकर्षण बल से एक-दूसरे से जुड़े होते हैं और एक साझा द्रव्यमान केंद्र (common center of mass) के चारों ओर परिक्रमा करते हैं; ये तारों के द्रव्यमान के मापन और विकासवादी सिद्धांतों के परीक्षण के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हैं।

UPSC context

GS पेपर 1: भूगोल (ब्रह्मांड) और GS पेपर 3 (विज्ञान)। तारकीय जीवनचक्र और ग्रहीय गतिशीलता को समझने के लिए मौलिक।

Source
एक्सोप्लैनेट (Exoplanet)

हमारे सौर मंडल के बाहर स्थित कोई भी ग्रह जो हमारे सूर्य के अलावा किसी अन्य तारे की परिक्रमा करता है। ट्रांजिट (transit) और रेडियल वेलोसिटी (radial velocity) विधियों का उपयोग करके हजारों ऐसे ग्रहों की पुष्टि की जा चुकी है।

UPSC context

GS पेपर 3: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी। अंतरिक्ष अन्वेषण और बाह्य-स्थलीय निवास-योग्यता (extraterrestrial habitability) की खोज में एक मुख्य विषय।

Source
नासा

नेशनल एरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन, अमेरिकी संघीय सरकार की एक स्वतंत्र एजेंसी जो नागरिक अंतरिक्ष कार्यक्रम, वैमानिकी और अंतरिक्ष अनुसंधान के लिए जिम्मेदार है।

UPSC context

GS पेपर 2 और 3: अंतरराष्ट्रीय संबंध और विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी। भारत-अमेरिका अंतरिक्ष सहयोग (जैसे, NISAR) के लिए प्रासंगिक।

Source

प्रारंभिक ट्रैप

TESS एक्सोप्लैनेट्स का पता लगाने के लिए पूरी तरह और विशेष रूप से ट्रांजिट विधि पर निर्भर है।

यहाँ गुरुत्वाकर्षण विसंगतियों का पता लगाने के लिए Eclipse Timing Variations (ETV) और एप्सिडल प्रिसेशन (apsidal precession) हेतु TESS डेटा का उपयोग किया गया, जो यह सिद्ध करता है कि इसका डेटा नॉन-ट्रांजिट पद्धतियों (non-transit methodologies) का समर्थन करता है।

संबंधित अवधारणाएँ

Science & Technology - Space

खगोलविदों द्वारा एक्सोप्लैनेट्स का पता लगाने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रमुख अप्रत्यक्ष विधियाँ क्या हैं?

  • ट्रांजिट विधि: जब कोई ग्रह किसी तारे और टेलीस्कोप के बीच से सीधे गुजरता है, तो यह तारे की चमक में होने वाली सूक्ष्म, आवधिक कमी का अवलोकन करता है।
  • त्रिज्यीय वेग: डॉपलर शिफ्ट के माध्यम से, परिक्रमा कर रहे ग्रहों के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के कारण मेजबान तारे में होने वाली मामूली कक्षीय डगमगाहट (orbital wobbles) का पता लगाता है।
  • ग्रहण टाइमिंग: बाइनरी सितारों के ग्रहण में होने वाली अनियमितताओं और समय संबंधी विसंगतियों (timing anomalies) को मापता है ताकि गणितीय रूप से छिपे हुए ग्रहीय द्रव्यमान (planetary masses) का अनुमान लगाया जा सके।
Science & Technology - Space

किसी तारे के चारों ओर गोल्डीलॉक्स (हैबिटेबल) ज़ोन को क्या परिभाषित करता है?

  • तरल जल की क्षमता: वह विशिष्ट कक्षीय दूरी जहाँ किसी ग्रह की सतह का तापमान तरल जल को बनाए रखने के लिए पर्याप्त रूप से मध्यम होता है, जो न तो जमने की स्थिति में हो और न ही उबलने की।
  • तारों पर निर्भर दूरी: इस क्षेत्र की सटीक दूरी मेजबान तारे के आकार और चमक (luminosity) के आधार पर भिन्न होती है; यह सूर्य जैसे तारों की तुलना में ठंडे रेड ड्वार्फ (red dwarfs) के लिए बहुत करीब होती है।

अंतर-विषय पैटर्न

  • टेलीस्कोप की पीढ़ियाँ: केप्लर बनाम TESS बनाम JWST

    UPSC उपग्रहों के उद्देश्यों का परीक्षण करता है। केपलर ने आकाश के एक हिस्से का गहराई से अवलोकन किया; TESS पूरे आकाश का सर्वेक्षण करता है; JWST इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी के माध्यम से एक्सोप्लैनेटरी वायुमंडल का विश्लेषण करने के लिए फॉलो-अप करता है।

  • सापेक्षता और एप्सिडल पुरस्सरण

    अपसाइडल प्रीसेशन (कक्षा का घूर्णन) ने ऐतिहासिक रूप से बुध की कक्षा के माध्यम से आइंस्टीन के General Relativity सिद्धांत को सिद्ध किया। UPSC अक्सर भौतिकी की बुनियादी अवधारणाओं को आधुनिक खगोल भौतिकी की खोजों से जोड़ता है।

2026 में अंतरिक्ष दूरबीनों (TESS, JWST, Euclid) को उनकी प्राथमिक खगोलभौतिकी डिटेक्शन विधियों (primary astrophysical detection methods) के साथ सुमेलित करने (match-the-following) वाले प्रश्न की अपेक्षा करें।

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  • 2015PrelimsGS1

    The term 'Goldilocks Zone' is often seen in the news in the context of

  • 2022MainsGS3

    Launched on 25th December, 2021, James Webb Space Telescope has been much in the news since then. What are its unique features which make it superior to its predecessor Space Telescopes ? What are the key goals of this mission ? What potential benefits does it hold for the human race?