छवि क्रेडिट: यूसी बर्कले
कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले, खगोलविदों ने दूर के बड़े सितारों की धूमिल धूल भरी डिस्क की तेज, ट्विंकल-मुक्त छवियां प्राप्त करने के लिए यूसी के लिक वेधशाला में हाल ही में घुड़सवार लेजर गाइड स्टार सिस्टम का लाभ उठाया है। छवियां स्पष्ट रूप से दिखाती हैं कि सूर्य से दो से तीन गुना बड़े तारे उसी तरह दिखाई देते हैं जैसे कि सौर-प्रकार के तारे - एक घुमड़ते गोलाकार बादल के अंदर जो एक डिस्क में टकरा जाता है, जिससे सूरज और उसके ग्रह उभरे।
लिक ऑब्जर्वेटरी के ऊपर स्वर्गीय पीली लेजर किरण पिछले साल 10-फीट शेन टेलीस्कोप पर चालू हो गई, जो टेलीस्कोप के "रबर मिरर" सिस्टम के उपयोग का विस्तार करती है, जिसे एडेप्टिव ऑप्टिक्स कहा जाता है, जो पूरी रात आसमान में रहता है। लेजर के अलावा नियमित उपयोग के लिए लेजर गाइड स्टार प्रदान करने के लिए लिक एकमात्र वेधशाला बनाता है।
UC बर्कले टीम और उसके सहयोगियों ने यूसी सांता क्रूज़ सेंटर फॉर एडेप्टिव ऑप्टिक्स एंड लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी (LLNL) में जर्नल साइंस के 27 फरवरी के अंक में अपने परिणामों की रिपोर्ट दी।
"हमारे सूरज जैसे सितारों का प्रतिमान एक प्रोटॉस्टर और एक पैनकेक जैसे अभिवृद्धि डिस्क के लिए बादल का गुरुत्वाकर्षण पतन है, लेकिन कुछ द्रव्यमान है जिस पर यह काम नहीं कर सकता है - स्टार की चमक डिस्क को बाधित करने के लिए पर्याप्त हो जाती है, और यूसी बर्कले में खगोल विज्ञान के प्रोफेसर जेम्स आर। ग्राहम ने कहा कि यह एक साथ तेजी से गिरता है। "हमारा डेटा बताता है कि मानक मॉडल प्रतिमान अभी भी सूरज के रूप में बड़े पैमाने पर दो से तीन बार सितारों के लिए काम करता है।"
यूसी बर्कले के स्नातक छात्र मार्शल डी। पेरिन ने कहा, "अनुकूली प्रकाशिकी के बिना, हम जमीन से केवल एक बड़ी फजीहत देखते हैं और स्रोतों के आसपास किसी भी ठीक संरचना का पता लगाने में असमर्थ होंगे।" "हमारे अवलोकन एक उभरते हुए दृश्य के लिए मजबूत समर्थन प्रदान करते हैं जो निम्न और मध्यवर्ती द्रव्यमान तारे एक समान तरीके से बनाते हैं।"
एक अनुकूली प्रकाशिकी प्रणाली, जो वायुमंडलीय अशांति के धुंधले प्रभावों को दूर करती है, 1996 में लिक के शेन टेलीस्कोप में जोड़ा गया था। हालांकि, आज अनुकूली प्रकाशिकी के साथ अन्य सभी दूरबीनों की तरह, हवाई में जुड़वां 10-मीटर कीके टेलिस्कोप सहित, लिक टेलीस्कोप का उपयोग किया गया है। धुंधला हटाने के लिए आवश्यक संदर्भ प्रदान करने के लिए देखने के क्षेत्र में उज्ज्वल सितारों पर भरोसा करना। काम करने के लिए केवल एक से 10 प्रतिशत आकाश में पर्याप्त रूप से इस तरह के "प्राकृतिक" गाइड स्टार सिस्टम के लिए एक उज्ज्वल सितारे के पास हैं।
ऐस लेजर वैज्ञानिकों डीनना एम। पेनिंगटन और एलएलएनएल के हर्बर्ट फ्रीडमैन द्वारा विकसित सोडियम डाई लेजर आखिरकार अनुकूली प्रकाशिकी प्रणाली को पूरा करता है ताकि खगोलविद इसका उपयोग आकाश के किसी भी हिस्से को देखने के लिए कर सकें, चाहे कोई चमकीला तारा पास में हो या न हो।
लिक टेलीस्कोप के बोर से बंधे, लेजर ऊपरी वातावरण में अशांत क्षेत्र के माध्यम से लगभग 60 मील की दूरी पर एक संकीर्ण बीम को चमकता है, जहां लेजर प्रकाश एक ही रंग के प्रकाश को अवशोषित करने और पुन: उत्सर्जन करने के लिए सोडियम परमाणुओं को उत्तेजित करता है। सोडियम माइक्रोमीटर से आता है जो पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करते ही बाहर निकल जाता है और लुप्त हो जाता है।
वातावरण में बनाया गया पीला चमकता हुआ स्थान एक 9 वें परिमाण तारे के बराबर है - जो मनुष्य की आंख की तुलना में लगभग 40 गुना अधिक भयंकर है। फिर भी, यह एक उज्ज्वल प्रकाश स्रोत प्रदान करता है जो एक उज्ज्वल दूर के तारे के समान प्रभावी है।
"हम उस प्रकाश का उपयोग हमारे दूरबीन पर वायुमंडल में अशांति को मापने के लिए प्रति सेकंड सैकड़ों बार करते हैं, और फिर उस जानकारी का उपयोग एक विशेष लचीले दर्पण को इस तरह से आकार देने के लिए करते हैं कि जब प्रकाश, लेजर और लक्ष्य दोनों से हो इसे देखकर उछल पड़ती है, अशांति के प्रभाव को हटा दिया जाता है, ”क्लेयर मैक्स, यूसी सांता क्रूज़ में खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी के एक प्रोफेसर, सेंटर फॉर एडेप्टिव ऑप्टिक्स के उप निदेशक और एलएलएनएल के एक शोधकर्ता जो अधिक समय से काम कर रहे हैं। एक लेजर गाइड स्टार सिस्टम विकसित करने के लिए 10 साल से अधिक।
इस प्रणाली के पहले परीक्षणों में, ग्राहम और पेरिन ने दुर्लभ, युवा, बड़े पैमाने पर सितारों को दूरबीन में बदल दिया, जिसे हर्बिग ए / बी तारे कहा जाता है, जो जमीन से फुस्स होते हैं और आमतौर पर प्राकृतिक गैस अनुकूली प्रकाशिकी द्वारा नकल करने के लिए बहुत बेहोश हो जाते हैं। हर्बिग ऐ / बी सितारों, बड़े पैमाने पर 1.5 से 10 बार सूरज और शायद 10 मिलियन वर्ष से कम उम्र के बीच, बड़े सितारों की शुरुआत मानी जाती है - सितारे जो गर्म की तरह समाप्त होंगे, टाइप ए सितारे सीरियस और वेगा। Herbig Ae / Be सितारों को कई साल पहले यूसी सांता क्रूज़ खगोलविद् जॉर्ज हर्बिग ने हवाई विश्वविद्यालय में सूचीबद्ध किया था।
हर्बिग ऐ / बी स्टार्स के सबसे बड़े हित बहुत बड़े हैं क्योंकि वे सुपरनोवा विस्फोटों से गुजरते हैं जो भारी परमाणुओं के साथ आकाशगंगा को बीज देते हैं, जिससे ठोस ग्रह और यहां तक कि जीवन संभव हो जाता है। वे पास के बादलों में भी स्टार गठन को ट्रिगर करते हैं।
खगोलविदों ने जो कुछ देखा, वह T Tauri सितारों की ज्ञात तस्वीर से काफी मिलता-जुलता था, जो कि हमारे सूर्य से 50 प्रतिशत बड़े और 100 मिलियन वर्ष पुराने सितारों के प्रारंभिक चरण हैं। दो हर्बिग ए / बी स्टार्स की छवियां स्पष्ट रूप से प्रत्येक तारे को दर्शाने वाली एक डार्क लाइन दिखाती हैं, जो कि तारा की चमकीली चमक को अवरुद्ध करने वाली डिस्क, और धूल और गैस के एक चमकदार गोलाकार प्रभामंडल और डिस्क को घेरे हुए है। प्रत्येक तारे में, गैस और धूल के दो जेट, अभिवृद्धि डिस्क के ध्रुवों से निकलते हुए प्रतीत हो सकते हैं।
मिल्की वे आकाशगंगा के एक दूर के क्षेत्र में क्रमशः LkH (198 और LkH (233 (LICK हाइड्रोजन-अल्फा स्रोत)) के रूप में सूचीबद्ध दो सितारे क्रमशः 2,000 और 3,400 प्रकाश वर्ष दूर हैं।
पेरिन ने बताया, "प्रोटोस्टेलर क्लाउड से सामग्री शिशु तारा में सीधे नहीं गिर सकती है, इसलिए यह पहली बार एक एक्सीलेंट डिस्क में लैंड करता है और केवल अपने कोणीय गति के कारण स्टार पर गिरने के लिए अंदर की ओर बढ़ता है।" “चुंबकीय क्षेत्र के विकास के साथ कोणीय गति के हस्तांतरण की प्रक्रिया, द्विध्रुवी बहिर्वाह के प्रक्षेपण की ओर ले जाती है। ये बहिर्वाह अंततः लिफाफे को साफ कर देते हैं, जिससे एक नवजात शिशु एक अभिवृद्धि डिस्क से घिरा होता है। कुछ मिलियन वर्षों में, डिस्क में बाकी सामग्री जमा हो जाती है, जिससे केवल युवा स्टार पीछे रह जाता है। ”
पेरिन ने कहा कि हबल स्पेस टेलीस्कोप ने "सूर्य जैसे सितारों के निर्माण के बारे में सिद्धांतों की पुष्टि करते हुए," T Tauri सितारों के चारों ओर डिस्क और बहिर्वाह की बहुत स्पष्ट-कट-स्पष्ट छवियां प्रदान की हैं। लेकिन, हर्बिग ए / बी सितारों के सापेक्ष दुर्लभता के कारण, उन सितारों के लिए इस तरह के स्पष्ट डेटा की अब तक कमी रही है, उन्होंने कहा।
खगोलविदों ने प्रस्ताव दिया है कि बहुत बड़े पैमाने पर तारे दो या दो से अधिक तारों की टक्कर से बनते हैं, या एक प्रचंड बादल में झूलते हुए त्वरण डिस्क के विपरीत होते हैं। दिलचस्प बात यह है कि उसी रात ग्राहम और पेरिन द्वारा एक तीसरे तारे की नकल की गई थी, जिसमें दो सूरज जैसे तारे थे, जिनके बीच एक गैस और धूल का एक रिबन था, जो एक तारे की तरह संदिग्ध रूप से दूसरे पर कब्जा कर रहा था।
ग्राहम को उम्मीद है कि अधिक बड़े हर्बिग एई / स्टार्स की तस्वीर होगी, यह देखने के लिए कि मानक स्टार गठन मॉडल और भी बड़े सितारों तक फैला हुआ है या नहीं। हर्बिग ए / बी स्टार्स की विस्तृत छवियां नई लेजर गाइड स्टार प्रणाली के लिए उतनी ही बकाया हैं, जितना कि पेरेन द्वारा निर्मित एक निकट-अवरक्त इमेजिंग पोलीमीटर के रूप में है और टेलीस्कोप पर पहले से ही मौजूद बर्कले नियर इन्फ्रारेड कैमरा (IRCAL) में जोड़ा गया है।
"एक ध्रुवीय परिधि के बिना, सितारों से प्रकाश काफी हद तक उनके आसपास की संरचनाओं को अस्पष्ट करता है," पेरिन ने कहा। “ध्रुवीकरण परिस्थितिजन्य धूल से ध्रुवीकृत बिखरे हुए प्रकाश से अप्रकाशित तारों को अलग करता है, जिससे उस धूल की पहचान बढ़ जाती है। अब जब हमने इस तकनीक को Lick में विकसित किया है, तो इसे 10-मीटर कीके टेलिस्कोप तक विस्तारित करना संभव होगा क्योंकि लेजर गाइड स्टार सिस्टम चालू हो जाता है। "
ध्रुवमापी लिथियम से बने एक नए प्रकार के द्विअर्थी क्रिस्टल, येट्रियम और फ्लोरीन (LiYF4) का उपयोग करके छवि को प्रकाश से अपने दो ध्रुवीकरणों में विभाजित करता है, जो आज तक उपयोग किए गए कैल्साइट क्रिस्टल पर एक सुधार है।
कई अन्य समूह गाइड स्टार के रूप में उपयोग किए जाने के लिए लेज़रों का विकास कर रहे हैं, लेकिन मैक्स का समूह लिवरमोर में 1990 के दशक की शुरुआत में पहली बार अवधारणा का प्रदर्शन करने के बाद से अपने प्रतिद्वंद्वियों से आगे रहा है। तब से, वह और सहकर्मी लेजर और सॉफ्टवेयर को सही कर रहे हैं जो दर्पण को अनुमति देता है - लिक के 120-इंच दूरबीन के मामले में, मुख्य दूरबीन के अंदर एक 3-इंच माध्यमिक दर्पण - ट्विंकल को हटाने के लिए बस सही तरीके से फ्लेक्सिबल होना सितारे।
11- से 12 वाट का लेजर एक सोडियम डाई लेजर है जिसे आवृत्ति से ट्यून किया जाता है जो वातावरण में ठंडे सोडियम परमाणुओं को उत्तेजित करेगा। डाई लेजर को हरे नियोडायमियम YAG लेजर द्वारा पंप किया जाता है, जो आसानी से उपलब्ध ग्रीन मिलिवैट लेजर पॉइंटर्स का एक बड़ा भाई है।
ग्राहम ने कहा, "इसका कारण यह है कि हम अब लेजर गाइड स्टार सिस्टम के साथ विज्ञान कर सकते हैं। इसकी विश्वसनीयता और उपयोगिता में बहुत सुधार हुआ है।" "लेजर बहुत बड़े समुदाय के लिए अनुकूली प्रकाशिकी खोलता है।"
"मुझे लगता है कि यह LICK में एक वर्कहॉर्स इंस्ट्रूमेंट होने जा रहा है," मैक्स ने कहा। “लेजर ही और अनुकूली प्रकाशिकी प्रणाली हार्डवेयर बहुत स्थिर और बहुत मजबूत हैं। अब क्या होने जा रहा है कि लोग इसके साथ खगोल विज्ञान करने जा रहे हैं, वे इसके साथ निरीक्षण करने के लिए नई तकनीकों को विकसित करने जा रहे हैं, इसे नए प्रकार की वस्तुओं पर आज़माएं। ठेठ तरीके से, एक अच्छा खगोलविद आएगा और अपने साधन के साथ ऐसी चीजें करेगा जिनकी आपने कभी कल्पना भी नहीं की थी। ”
मैक्स और उनके सहयोगियों ने हवाई में केक टेलीस्कोप में एक समान लेजर गाइड स्टार सिस्टम का परीक्षण किया है, लेकिन यह अभी तक नियमित उपयोग के लिए तैयार नहीं है, उसने कहा।
मैक्स ने कहा कि कीक उसी तकनीक का उपयोग कर रहा है जो हमारे पास है। “मैं सबसे दूरबीनों पर इस्तेमाल की जाने वाली इस सामान्य तकनीक को देखने की उम्मीद करता हूं, लेकिन विभिन्न प्रकार के लेजर के साथ। लोग दाएं और बाएं नए प्रकार के लेज़रों का आविष्कार कर रहे हैं, इसलिए मुझे लगता है कि खेल बाहर बसना बाकी है। ”
ग्राहम, पेरिन, मैक्स और पेनिंगटन से अलग साइंस पेपर के अन्य लेखक, नेशनल साइंस फाउंडेशन के सेंटर फॉर अडेप्टिव ऑप्टिक्स से संबद्ध हैं, जो यूसी सांता क्रूज़ में केंद्रित है: यूसी बर्कले के सहायक अनुसंधान खगोलशास्त्री पॉल कालस, जेम्स पी। लॉयड। कैलिफ़ोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ़ टेक्नोलॉजी, एडाप्टिव ऑप्टिक्स के लिए यूसी सांता क्रूज़ की प्रयोगशाला के डोनाल्ड टी। गेल और यूसी वेधशालाओं / लिक वेधशाला के एलिनॉर एल। गेट्स।
लेजर गाइड स्टार के अवलोकन और विकास को राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन और अमेरिकी ऊर्जा विभाग द्वारा वित्त पोषित किया गया था।
मूल स्रोत: UC बर्कले न्यूज़ रिलीज़
